FR2950975A1 - Procede de gestion de sondes lambda et dispositif pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion de sondes lambda. La sonde lambda (120) mesure le coefficient lambda des gaz d'échappement comprenant une première électrode (20) installée une chambre de gaz de mesure (18) reliée au canal des gaz d'échappement (110) et une seconde électrode (24) installée dans un canal de gaz de référence (26) et reliée par un électrolyte solide conducteur d'ions d'oxygène à la première électrode (20). En fonction de la concentration en oxygène dans la chambre de gaz de mesure (18) on a un courant de pompage positif ou négatif (IP) correspondant à un courant d'ions d'oxygène (O m) allant de la chambre de gaz de mesure (18) au canal de gaz de référence (26) ou inversement. Un moyen de détermination de l'oxygène (180) calcule par intégration du courant de pompage (IP) correspondant au courant d'ions d'oxygène (O2m, O2f), une mesure (O2rel_Mod) du niveau de remplissage d'oxygène (02rel) dans le canal de gaz de référence (26).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion de sondes lambda selon lequel la sonde lambda mesurant le coefficient lambda des gaz d'échappement dans un canal de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant une première électrode installée dans une chambre de gaz de mesure reliée au canal des gaz d'échappement et une seconde électrode installée dans un canal de gaz de référence et reliée par un électrolyte solide conducteur d'ions d'oxygène à la première électrode, procédé selon lequel, en fonction de la concentration en oxygène dans la chambre de gaz de mesure on a un courant de pompage positif ou négatif correspondant à un courant d'ions d'oxygène allant de la chambre de gaz de mesure au canal de gaz de référence et un courant d'ions d'oxygène allant du canal de gaz de référence à la chambre de gaz de mesure. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé ainsi qu'un programme d'ordinateur et un produit programme d'ordinateur.

Le coefficient d'air lambda désigne en technique de la combustion, le rapport entre la masse d'air effectivement fournie et la masse d'air théoriquement nécessaire à la combustion c'est-à-dire la masse d'air stoechiométrique. Les mélanges de gaz riches c'est-à-dire des mélanges de gaz avec un excèdent de carburant ont un coefficient lambda inférieur à 1 alors que les mélanges de gaz maigres c'est-à-dire des mélanges de gaz avec un excédent d'air ont un coefficient lambda supérieur à 1. Etat de la technique Le document DE 102 16 724 Cl décrit un procédé de gestion d'une sonde lambda à bande large sans cellule de référence. Selon ce procédé on inverse la polarité de la tension de pompage de façon répétée pendant le mode de fonctionnement maigre. L'inversion de polarité brève de la tension de pompage a pour but d'assurer le pompage d'oxygène dans la chambre de gaz de mesure de la sonde lambda pour oxyder les hydrocarbures qui peuvent arriver dans la

2 chambre de mesure de gaz de la sonde lambda dans le cas d'un gaz d'échappement riche. La sonde lambda est maintenue en permanence en mode de mesure de sorte que le signal fournit par la sonde lambda est en permanence à la disposition d'un régulateur lambda. Le maintien en fonctionnement est assuré par un choix approprié du taux de répétition de l'inversion de tension de pompage, la dynamique de la sonde lambda ne devant pas changer. Le document DE 198 38 466 Al décrit un procédé de gestion d'une sonde lambda destinée à éviter une dérive vers le mode io riche qui pourrait se produire au cas où l'électrode de pompage devenait inactive. Après une durée prédéterminée au cours de laquelle la sonde lambda est exclusivement exposée à des gaz d'échappement maigres, on inverse la polarité de la tension de pompage et on augmente la tension de Nernst dans des intervalles prédéfinis. On soutien ainsi l'évacuation 15 par pompage de l'oxygène de la chambre de gaz de mesure de la sonde lambda pour compenser la dérive en mode riche de la sonde lambda. Le document DE 101 63 912 Al décrit un procédé de gestion d'une sonde lambda pour garantir une fiabilité élevée et une bonne précision de mesure de la sonde lambda même utilisée dans des 20 mélanges gazeux corrosifs. Pour cela, dans les arrêts de fonctionnement du moteur à combustion interne on continue de faire fonctionner la sonde lambda en prévoyant toutefois une inversion du courant de pompage pour atténuer les effets de polarisation de l'électrode de pompage. En outre pour ménager l'électrode de pompage on maintien 25 en permanence le mode de pompage inversé avec une faible tension de pompage si bien qu'il n'y a lieu d'interrompre le mode de régénération permanent que lorsque la sonde lambda doit fournir un signal. Le document DE 10 2006 061 954 Al décrit une sonde lambda conçue spécialement pour mesurer le coefficient lambda des gaz 30 d'échappement passant dans un canal de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne fonctionnant en mode maigre. La sonde lambda comporte une première électrode et une seconde électrode reliées l'une à l'autre par un électrolyte solide conducteur d'ions d'oxygène. La première électrode installée dans la chambre de gaz de 35 mesure est reliée aux gaz d'échappement à examiner par l'intermédiaire

3 d'une barrière de diffusion. La seconde électrode est installée dans un canal de gaz de référence. Le canal de gaz de référence peut être rempli d'une matière de remplissage p02reluse, perméable à l'oxygène. Le remplissage éventuel du canal de gaz de référence ainsi que sa conception géométrique ont pour but d'obtenir d'une part une évacuation optimale de l'oxygène de la seconde électrode et d'autre part d'éviter la pénétration d'impureté dans le canal de gaz de référence. La sonde lambda connue est réalisée sous la forme d'une sonde maigre travaillant avec un courant limite. Dans cette sonde, le courant de pompage résulte de l'application d'une différence de potentiel suffisamment élevée entre les deux électrodes qui est tout d'abord proportionnelle au coefficient d'air lambda dans la plage lambda > 1 jusqu'à lambda = 1. En sollicitant les deux électrodes avec un potentiel opposé à la tension de Nernst qui s'établit entre les deux électrodes, la sonde lambda peut également travailler pendant un court instant dans la plage lambda riche. En tenant compte de la tension de Nernst qui s'établit dans des états de fonctionnement différents, la tension de pompage effective produite entre les couches limites derrières les électrodes pour les ions d'oxygène négatifs au passage du moteur à combustion du mode riche au mode maigre ou inversement, change le signe algébrique de sorte que les ions d'oxygène négatifs, pour des gaz d'échappement maigres, sont transportés de la première électrode vers la seconde électrode ; dans le cas de gaz d'échappement riches ils sont transportés de la seconde électrode vers la première électrode. Le document DE 10 2008 001 079 (non publié antérieurement) décrit une sonde lambda qui correspond à la sonde maigre à courant limite décrite dans le document DE 10 2006 061 954 Al ; mais dans cette sonde on a un accumulateur d'oxygène, développé intentionnellement dans le canal de gaz de référence. L'accumulateur d'oxygène permet d'accumuler au moins de façon temporaire, de l'oxygène dans le canal de gaz de référence de manière à disposer de suffisamment d'oxygène qui pourra être pompé pendant la mesure dans les gaz d'échappement riches pour un coefficient lambda > 1 à partir du canal de gaz de référence vers la chambre de gaz de mesure. Cela

4 permet de mesurer avec une sonde lambda pendant un temps plus long dans des gaz d'échappement riches, la sonde lambda étant construite spécialement pour fonctionner avec des gaz d'échappement maigres. Mais ce document ne donne aucune indication sur le déroulement du procédé. Le document DE 10 2008 002 735 (non publié antérieurement) constitue un développement de la sonde lambda décrite dans le document DE 10 2008 01 079 et qui comporte également un accumulateur d'oxygène développé de manière ciblée dans le canal de gaz de référence. Le canal de gaz de référence comporte un passage vers le canal des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Exposé et avantages de l'invention Le procédé de gestion des sondes lambda selon l'invention a pour point de départ une sonde lambda servant à mesurer le coefficient lambda des gaz d'échappement dans un canal de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne fonctionnant principalement en mode maigre. La sonde comporte une première électrode installée dans la chambre de gaz de mesure reliée au canal des gaz d'échappement et une seconde électrode installée dans un canal de gaz de référence. La seconde électrode est reliée à la première électrode par un électrolyte solide conducteur d'ions d'oxygène. En fonction de la concentration d'oxygène dans la chambre de gaz de mesure on aura un courant de pompage positif ou négatif correspondant à un courant d'ions d'oxygène allant de la chambre de gaz de mesure au canal de gaz de référence où un courant d'ions d'oxygène allant du canal de gaz de référence vers la chambre de gaz de mesure. Le procédé selon l'invention se caractérise par un moyen de détermination de l'oxygène à partir du courant de pompage correspondant au courant d'ions d'oxygène, par intégration, donnant une mesure du niveau de remplissage d'oxygène du canal de gaz de référence. Le procédé selon l'invention permet de décider si le signal lambda fourni par la sonde lambda est valable ou si à cause d'un manque d'oxygène disponible dans le canal de gaz de référence pour pomper en retour dans la chambre de gaz de mesure, le signal lambda est à rejeter comme non valable. Partant du calcul de la mesure du niveau de remplissage d'oxygène dans le canal de gaz de référence on peut en outre 5 pronostiquer une durée de mesure encore possible du coefficient lambda pour un mode de fonctionnement riche du moteur à combustion interne. Dans le cas d'un mode de fonctionnement riche du moteur on peut par exemple prédéfinir si un dispositif de post- traitement des gaz d'échappement installé dans le canal des gaz d'échappement du moteur à combustion interne doit être conditionné avec des composants de gaz d'échappement riches, par exemple être régénéré. Il peut s'agir par exemple d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx que l'on régénère avec des composants riches de gaz d'échappement (hydrocarbures). En outre dans cette application il peut être nécessaire de régénérer le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx empoisonné par du souffre ; cette régénération peut durer plusieurs minutes et nécessiter également des composants de gaz d'échappement riche pour corriger l'empoisonnement.

Partant du calcul de l'oxygène disponible dans le canal de gaz de référence pour être pompé en retour dans la chambre de gaz de mesure, on peut prédéfinir une durée maximale possible à partir du mode de fonctionnement riche du moteur pour régénérer par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx tout en garantissant la validité du signal lambda fourni par la sonde lambda. La sonde lambda est spécialement conçue pour un mode de fonctionnement principalement maigre du moteur à combustion interne tout en permettant une reprise périodique d'un mode de combustion riche. Une telle sonde lambda est déjà décrite dans les documents DE 10 2008 002 735 et DE 10 2008 001 079. La sonde lambda comporte de préférence une liaison allant du canal de gaz de référence soit vers l'ambiant soit vers le canal des gaz d'échappement pour que le niveau de remplissage d'oxygène dans le canal de gaz de référence ne dépasse pas une mesure prédéfinie correspondant à une pression maximale pendant que le

6 moteur fonctionne en mode maigre. La pression maximale correspond au niveau de remplissage relatif d'oxygène = 1(100 %). Un développement avantageux prévoit pour cela de tenir compte de la détermination de l'oxygène pour le courant d'oxygène partant du canal de gaz de référence soit vers l'air ambiant soit vers les gaz d'échappement. Pour cela on tient compte de préférence de la pression de l'air ambiant. D'autres développements prévoient que la détermination de l'oxygène tienne compte d'au moins un autre signal de pression et/ou d'une température. A la fois la pression et la température ont une influence sur le transport d'oxygène entre la chambre de gaz de mesure et le canal de gaz de référence. Un développement prévoit de comparer la mesure du niveau de remplissage d'oxygène calculé par le moyen de détermination de l'oxygène, à un seuil et le déplacement vers le bas du seuil pendant que le moteur fonctionne en mode riche, produit une inversion du courant de pompage passant entre les deux électrodes de la sonde lambda si bien que l'on aura un courant ionique entre la chambre de gaz de mesure et le canal de gaz de référence. On autorise alors une tension de pompage supérieure à la tension de décomposition de l'eau pour avoir de l'oxygène dans la chambre de gaz de mesure pendant que le moteur fonctionne en mode riche, et cet oxygène sera disponible pendant l'inversion du courant de pompage de la chambre de gaz de mesure pour augmenter provisoirement le niveau de remplissage en oxygène dans le canal de gaz de référence. Un développement prévoit de comparer la mesure du niveau de remplissage ne oxygène calculé par le moyen de détermination de l'oxygène à une valeur de seuil et qu'en cas de dépassement de la valeur de seuil vers le bas, un régulateur lambda qui fixe le mélange air/ carburant dans le moteur à combustion interne, passe du mode de régulation à un mode de commande. Cela permet de passer la durée pendant laquelle le signal lambda fourni par la sonde lambda, n'est pas valable.

7 Le dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé comporte un appareil de commande conçu spécialement avec des moyens pour la mise en oeuvre du procédé. L'appareil de commande comporte notamment un moyen de détermination de l'oxygène donnant une mesure représentant le niveau de remplissage d'oxygène dans le canal de gaz de référence. L'appareil de commande comporte de préférence au moins une mémoire électrique dans laquelle sont enregistrées les étapes du procédé sous la forme d'un programme d'appareil de commande.

Le programme d'ordinateur selon l'invention prévoit l'exécution de toutes les étapes du procédé de l'invention lorsque le programme est exécuté par un ordinateur. Le produit programme d'ordinateur selon l'invention avec le code programme enregistré sur un support lisible par une machine exécute le procédé de l'invention lorsque le programme se déroule sur un ordinateur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre l'environnement technique d'une sonde lambda, - la figure 2 montre la sonde lambda dans un mode de fonctionnement pour un coefficient d'air lambda > 1, - la figure 3 montre la sonde lambda travaillant dans un mode de fonctionnement avec un coefficient d'air lambda > 1, - la figure 4 montre les chronogrammes des signaux. Description détaillée d'exemples de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un moteur à combustion interne 100 dont le canal des gaz d'échappement 110 est équipé d'une sonde lambda 120 fournissant un signal lambda lam à un appareil de commande 130. L'appareil de commande 130 comporte une commande de moteur 140 qui fixe un signal de commande K pour une valeur de consigne de couple Md ; ce signal est par exemple fournit à un moyen de dosage de carburant non représenté du moteur à combustion interne 100. Le signal de commande K dépend en outre d'un signal de conditionnement Kond qui est le signal un conditionnement nécessaire

8 par exemple pour la régénération d'un dispositif de nettoyage des gaz d'échappement (non détaillé). En outre, le signal de commande K dépend d'un signal de libération FS fournit par un comparateur 150 à partir de la comparaison de la mesure calculée O2rel_Mod d'un niveau de remplissage d'oxygène O2rel à une valeur de seuil SW. L'appareil de commande 130 comporte en outre un moyen de fixation du signal de pompage 160 qui, en fonction d'un signal de commutation S fourni par la commande de moteur 140, en fonction d'un signal de libération FS et le cas échéant en fonction des durées T2, T3 fournies par une horloge 170, fixe un signal de pompage IP pour la sonde lambda 120. L'appareil de commande 130 comporte en outre un moyen de détermination de l'oxygène 180. Ce moyen calcul la mesure O2rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène O2rel en fonction du signal de pompage IP, d'un premier signal de pression p_Abg, d'un second signal de pression p_U, d'un signal de température temp, du signal de commutation S et d'une grandeur caractéristique KG. La figure 2 montre la sonde lambda 120 exposée à une veine de gaz d'échappement 12 du moteur à combustion interne 100.

Une partie des gaz d'échappement arrive dans une chambre de gaz de mesure 18 par l'intermédiaire d'un canal d'alimentation en air 14 et d'une barrière de diffusion de gaz d'échappement 16. Cette chambre comporte une première électrode 20. La première électrode 20 est reliée à une seconde électrode 24 par l'intermédiaire d'un électrolyte solide 22 conducteur d'ions d'oxygène. L'électrode 24 est installée dans un canal de gaz de référence 26 dont l'extrémité côté sortie 28 débouche par exemple à l'air ambiant ou dans le canal des gaz d'échappement 110. La chambre de gaz de mesure 18 et le canal de gaz de référence 26 et par conséquence les deux électrodes 20, 24 sont séparées l'une de l'autre par une couche de séparation 32 étanche aux gaz. Un élément de chauffage 34 assure le chauffage de la sonde lambda 10. De l'oxygène peut être accumulé dans le canal de gaz de référence 26. La sonde lambda 120 comporte toutefois de préférence un accumulateur d'oxygène 40 développé de manière ciblée. L'oxygène accumulé dans le canal de gaz de référence 26 ou dans l'accumulateur

9 d'oxygène 40 est disponible le cas échéant, en quantité suffisante et rapidement pour permettre une certaine durée de fonctionnement par exemple lorsque la sonde lambda 120 est en mode riche. Le canal de gaz de référence 26 est délimité à son extrémité 28 côté de sortie par une résistance à l'écoulement (résistance aéraulique) 42. La résistance aéraulique 42 peut s'étendre jusqu'à l'extrémité côté sortie 28 du canal de gaz de référence 26. La résistance aéraulique 42 peut être au moins partiellement remplie d'une barrière de diffusion de l'air de sortie 44 qui augmente d'autant l'efficacité de la résistance aéraulique 42 et évite la pénétration de saleté dans le canal de gaz de référence 26 provenant de l'environnement ou du canal des gaz d'échappement 110. La figure 2 montre le fonctionnement de la sonde lambda 120 spécialement pour une veine de gaz d'échappement maigre 12. Les deux électrodes 20, 24 sont reliées aux moyens de fixation du signal de pompage 140 qui fournit un signal de pompage IP donnant une tension de pompage au mode maigre UP, m, le potentiel positif étant appliqué à la seconde électrode 24. La tension de pompage est par exemple réglée sur 800 mV. En mode maigre on a une tension de Nernst de mode maigre UN, m entre les électrodes 20, 24. Cette tension est relativement faible et se situe par exemple à 200 mV ; le potentiel positif est appliqué à la seconde électrode 24. La tension de pompage de mode maigre UP,m ainsi que la tension de Nernst de mode maigre UN, m se combine de façon à avoir une tension de pompage de mode maigre, efficace UPeff, m entre les deux électrodes 20, 24 pour le transport des ions d'oxygène ; cette tension correspond à la différence entre la tension de pompage en mode maigre UP, m et la tension de Nernst en mode maigre UN, m c'est-à-dire environ 600 mV ; le potentiel positif est celui appliqué à la seconde électrode 24. On aura ainsi un transport 02-m d'ions d'oxygène de mode maigre de la première à la seconde électrode 20, 24 assurant le pompage d'oxygène de la chambre de gaz de mesure 18 vers le canal de gaz de référence 26 ; cet oxygène est tout d'abord stocké et lorsqu"on atteint le niveau maximum de remplissage d'oxygène, l'oxygène est évacué à l'air ambiant ou dans le canal des gaz d'échappement 110. Le courant de pompage de mode maigre IP, m est un courant limite

l0 proportionnel au coefficient d'air lambda rapporté à la valeur stoechiométrique. La figure 3 montre la sonde lambda 120 de la figure 2 mais fonctionnant avec une veine de gaz d'échappement riche 12.

Les éléments de la figure 2 qui correspondent à ceux de la figure 1 déjà décrite, portent les mêmes références. Dans la veine des gaz d'échappement 12 avec manque d'oxygène selon le rapport stoechiométrique, on aura entre les électrodes 20, 24 une tension de Nernst de mode riche UN, f, io considérablement plus élevée et qui se situe par exemple à 900 mV ; le potentiel positif est toujours celui de la seconde électrode 24. En mode riche, la sonde lambda 120 doit pomper de l'oxygène du canal de gaz de référence 26 vers la chambre de gaz de mesure 18. Pour avoir un tel courant d'oxygène de mode riche 02-f, il faut que la tension de pompage 15 de mode riche, effective UP, ff soit polarisée pour que le potentiel positif soit appliqué à la première électrode 20. Pour arriver à de telles conditions de potentiel, il faut que la tension de pompage appliquée aux électrodes 20, 24 soit la tension de pompage de mode riche UP, ff. Pour cela il n'est pas indispensable d'inverser le potentiel du fait que la 20 tension de Nernst de mode riche UN, f est un potentiel relativement élevé par exemple est égal à 900 mV. On aura une inversion de signe algébrique de la tension de pompage de mode riche effective UP, ff dès que le potentiel de la tension de pompage de mode riche UP, f sera abaissé par exemple à 300 mV par rapport au mode pauvre ; le potentiel 25 positif est toujours appliqué à la seconde électrode 24. On disposera alors également de 600 mV pour la tension de pompage de mode riche effectif UP, ff et le potentiel positif sera celui de la première électrode 20. Le courant de pompage de mode riche IP, f est également un courant limite proportionnel au coefficient d'air lambda par rapport à la valeur 30 stoechiométrique. Le courant de pompage de mode riche IP, f passe dans la direction opposée par rapport au sens de passage du courant de pompage de mode maigre IP, m. Pour un coefficient d'air lambda = 1, on aura une inversion du signe algébrique du courant de pompage IP pour le changement de la tension de pompage UP.

11 Le procédé de gestion des sondes lambda selon l'invention utilise la sonde lambda 120 déjà décrite. Le dispositif de nettoyage des gaz d'échappement est par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx qu'il faut régénérer de temps en temps pour rétablir sa capacité. De plus il peut être nécessaire le cas échéant de régénérer l'empoisonnement par le souffre. Le conditionnement, spécialement la régénération du dispositif de nettoyage des gaz d'échappement se fera avec des gaz d'échappement en manque d'oxygène c'est-à-dire contenant des hydrocarbures. Ces gaz sont fournis directement par le moteur en fixant de manière appropriée le signal de commande K et en procédant par exemple à des post-injections de carburant. La sonde lambda 120 mesure le coefficient lambda et fourni le signal lambda lam comme signal de mesure à la commande de moteur 140 ; celle-ci comporte un régulateur lambda pour régler le coefficient lambda prédéfini des gaz d'échappement. On utilise un moteur à combustion 100 qui fonctionne normalement en mode maigre c'est-à-dire avec un excédent d'oxygène dans les gaz d'échappement. Le procédé de gestion des sondes lambda selon l'invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des chronogrammes de la figure 4. Le point de départ au premier instant tl est un moteur à combustion interne fonctionnant en mode maigre et ayant un coefficient lambda des gaz d'échappement par exemple égal à 1,2. Le courant de pompage IP se situe ainsi par exemple à une valeur IP+ pour laquelle de l'oxygène est pompé de la chambre de gaz de mesure 18 dans le canal de gaz de référence 26 qui doit être complètement rempli d'oxygène dans l'exemple envisagé. On a représenté le niveau de remplissage effectif d'oxygène O2rel ; le niveau de remplissage maximum d'oxygène correspond à la valeur relative = 1. Au premier instant t 1 on a le signal de conditionnement Kond avec lequel la commande de moteur 140 fournit le signal de commutation S. Le moyen de fixation du signal de pompage 160 fixe le signal de pompe IP pour produire un courant de pompage de valeur IP-

12 produisant un courant ionique d'oxygène 02-m du canal de référence 26 vers la chambre de gaz de mesure 18. Le moyen de détermination de l'oxygène 180 calcul la mesure 02rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel principalement à partir du courant ionique d'oxygène 02-m, 02-f correspondant au courant de pompage IP en procédant par intégration. La mesure calculée 02rel_Mod doit correspondre aussi précisément que possible au niveau de remplissage d'oxygène effectif 02rel. Au premier instant tl qui se situe normalement après un fonctionnement prolongé en mode maigre pour le moteur à combustion interne, on peut supposer que l'on dispose du niveau de remplissage maximum possible d'oxygène 02rel et que le moyen de détermination de l'oxygène 180 fournit une mesure précise 02rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel. La mesure 02rel_Mod est calculée par intégration du signal de pompage IP et à l'aide du signal de commutation S signalant le mode de fonctionnement maigre du moteur ainsi que de préférence à l'aide d'au moins une grandeur caractéristique KG représentant par exemple la f02re1 Mode de réalisation de la sonde lambda 120. Le procédé selon l'invention permet de juger à partir de la mesure calculée 02rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel si le signal lambda lam fourni par la sonde lambda 120 est ou non valable et si le signal lambda lam doit être rejeté comme non valable à cause d'un manque d'oxygène dans le canal de gaz de référence 26 pour être pompé en retour dans la chambre de gaz de mesure 18.

Pour cela on compare la mesure calculée 02rel Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel d'un comparateur 150 à la valeur de seuil SW. Aussi longtemps que l'oxygène est suffisant, on émet le signal de libération FS fournit à la commande de moteur 140 et aux moyens de fixation du signal de pompage 160.

Avec la mesure calculée 02rel Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel on peut en outre pronostiquer une durée de mesure du coefficient lambda, enc02rel possible pour un moteur fonctionnant en mode riche. La mesure calculée 02rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel permet d'utiliser la durée maximale possible Ti pour

13 régénérer par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx avec un moteur fonctionnant en mode riche, tout en garantissant la validité du signal lambda fourni par la sonde lambda 120. La valeur de seuil SW est supposée être dépassée vers le bas au second instant t2 selon l'exemple de réalisation présenté si bien qu'à partir de ce moment le signal de libération FS disparaît. Selon un développement, on produit l'inversion du courant de pompage IP pour avoir un courant ionique d'oxygène allant de la chambre de gaz de mesure 18 vers le canal de gaz de référence 26.

Si à ce moment on autorise une tension de pompage dépassant la tension de décomposition de l'eau, on pourra avoir de l'oxygène dans la chambre de gaz de mesure 18 pendant que le moteur fonctionne en mode riche ; cet oxygène sera disponible pendant l'inversion du courant de pompage IP à partir de la chambre de gaz de mesure pour augmenter provisoirement le niveau de remplissage d'oxygène O2rel dans le canal de gaz de référence 26. Après avoir atteint une mesure prédéfinie O2rel_Mod pour le niveau de remplissage de l'oxygène calculée O2rel, et qui dans l'exemple de réalisation présenté correspond par exemple à 0,9 et n'est pas nécessairement égal à 1, l'inversion du courant de pompage pourra être arrêtée au troisième instant t3 après une seconde durée T2. En variante la seconde durée T2 peut être prédéfinie de manière fixe par l'horloge 170. Pendant la seconde durée T2, le niveau de remplissage relatif d'oxygène O2rel augmente de nouveau dans le canal de gaz de référence 26.

Pendant la seconde durée T2 on ne dispose pas de signal lambda valable ce qui ne permet pas une régulation lambda mais seulement un fonctionnement commandé pour le moteur à combustion interne 100. A partir de l'instant t3, l'inversion du courant de pompage IP est de nouveau supprimé de sorte que de l'oxygène sera de nouveau pompé à partir du canal de gaz de référence 26 vers la chambre de gaz de mesure 18, le moteur fonctionnant en mode riche ; l'oxygène sera alors disponible en quantité suffisante du fait de ce remplissage si bien que l'on peut de nouveau passer en mode de régulation lambda pour le moteur à combustion interne 100. L'inversion

14 du courant de pompage IP pourra se terminer de nouveau par la comparaison de la mesure calculée 02rel_Mod et d'une valeur de seuil ou en prédéfinissant la durée T2. Pour stabiliser les opérations notamment au niveau de la première électrode 20 on attend de préférence une troisième durée prédéfinie T3 qui se termine au quatrième instant t4 et à partir duquel le signal lambda peut être considéré comme valable et servir au régulateur lambda. La troisième durée est uniquement fixée par l'horloge 170.

Le mode de fonctionnement riche du moteur à combustion interne se poursuit jusqu'à l'instant t5 auquel on neutralise le signal de conditionnement Kond et on commute de nouveau sur le mode de fonctionnement maigre usuel du moteur à combustion interne. Sans le pompage en retour de l'oxygène dans le canal de gaz de référence 26, la quantité d'oxygène disponible ne serait pas suffisante si bien qu'après avoir consommé l'oxygène accumulé, il ne serait plus possible de faire une régulation lambda. L'évolution de la chute d'oxygène dans le canal de gaz de référence 26 qui se produirait à ce moment est indiqué par un trait interrompu à la figure 4 à partir du second instant t2. On suppose que dès avant d'atteindre le troisième instant t3, tout l'oxygène disponible aura été totalement consommé. La première durée Ti se situe par exemple dans une plage de 1 à 100 secondes ; la seconde durée T2 correspond par exemple à une plage de 0,5 à 8 secondes et la troisième durée T3 se situe dans une plage de 0,1 à 1 seconde. Toute la durée entre le premier instant tl et le cinquième instant t5, c'est-à-dire la durée du fonctionnement du moteur à combustion interne en mode riche peut correspondre par exemple à quelques secondes jusqu'à 30 seconde. Le moyen de détermination de l'oxygène 180 tient compte de préférence du courant d'oxygène partant du canal de référence 26 soit vers l'air ambiant soit vers le canal de gaz d'échappement 110 et à côté de la mesure calculée 02rel_Mod du niveau de remplissage d'oxygène 02rel, on tient compte du premier ou du second signal de pression p_Abg , p_U ; le premier signal de pression p_Abg représente la

15 pression des gaz d'échappement et le second signal de pression p_U représente la pression de l'air ambiant. Le moyen de détermination de l'oxygène 180 tient en outre compte de préférence du signal de température temp qui représente par exemple une mesure de la température de la sonde lambda 120 ou au moins une mesure de la température des gaz d'échappement. lo NOMENCLATURE 14 16 18 20 22 24 26 28 32 34 40 42 44 Canal d'alimentation en air Barrière de diffusion des gaz d'échappement Chambre de gaz de mesure Première électrode Electrolyte solide Seconde électrode Canal de gaz de référence Extrémité côté sortie Couche de séparation Elément chauffant Accumulateur d'oxygène Résistance aéraulique Barrière de diffusion de l'air côté sortie 100 110 120 130 140 180 Lam Md K Kond FS 02rel_Mod 02rel SW Moteur à combustion interne Canal des gaz d'échappement Sonde lambda Appareil de commande Moyens de fixation du signal de pompage Moyens de détermination de l'oxygène Signal lambda Valeur de consigne du couple moteur Signal de commande Signal de conditionnement Signal de libération Mesure calculée du niveau de remplissage d'oxygène Niveau de remplissage d'oxygène Valeur de seuil Signal de commutation

Durées Instants } IP Signal de pompage p_Abg Signal de pression p_U Signal de pression temp Signal de température KG Grandeur caractéristique UP,m Tension de pompage en mode maigre UN,m Tension de Nernst en mode maigre UPeff, f Tension effective de pompage en mode maigre UP,m Tension de pompage en mode maigre 02-m Transport d'ions d'oxygène en mode maigre 02-f IP, m Courant de pompage en mode maigre U... Courant d'oxygène en mode riche UP, ff Tension effective de pompage en mode riche UN, f Tension de Nernst en mode riche UP, f Tension de pompage en mode riche IP, m Courant de pompage en mode maigre20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de gestion de sondes lambda selon lequel la sonde lambda (120) mesure le coefficient lambda des gaz d'échappement dans un canal de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (100), comprenant une première électrode (20) installée une chambre de gaz de mesure (18) reliée au canal des gaz d'échappement (110) et une seconde électrode (24) installée dans un canal de gaz de référence (26) et reliée par un électrolyte solide conducteur d'ions d'oxygène à la première électrode (20), procédé selon lequel, en fonction de la concentration en oxygène dans la chambre de gaz de mesure (18) on a un courant de pompage positif ou négatif (IP) correspondant à un courant d'ions d'oxygène (02-m) allant de la chambre de gaz de mesure (18) au canal de gaz de référence (26) et un courant d'ions d'oxygène (02-f) allant du canal de gaz de référence (26) à la chambre de gaz de mesure (18), caractérisé par un moyen de détermination de l'oxygène (180) qui calcule par intégration du courant de pompage (IP) correspondant au courant d'ions d'oxygène (02-m, 02-f), une mesure (O2rel_Mod) du niveau de remplissage d'oxygène (O2rel) dans le canal de gaz de référence (26). 2°) Procédé de gestion de sondes lambda selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de l'oxygène (180) tient compte du courant d'oxygène allant du canal de gaz de référence (26) à l'air ambiant (28) ou du canal de référence (26) dans le canal des gaz d'échappement (110). 3°) Procédé de gestion de sondes lambda selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de l'oxygène tient compte d'un signal de pression (p U, p_Abg). 4°) Procédé de gestion de sondes lambda selon la revendication 1, caractérisé en ce que 19 le moyen de détermination de l'oxygène (180) tient compte d'un signal de température (temp). 5°) Procédé de gestion de sondes lambda selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de l'oxygène (180) compare une mesure calculée (O2rel_Mod) du niveau de remplissage d'oxygène (O2rel) à une valeur de seuil (SW) et en cas de dépassement vers le bas de la valeur de seuil (SW) pendant que le moteur à combustion interne fonctionne en mode riche, on produit une inversion du courant de pompage (IP) pour avoir un courant d'ions d'oxygène (02-) allant de la chambre de gaz de mesure (18) vers le canal de gaz de référence (26). 6°) Procédé de gestion de sondes lambda selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure calculée (O2rel_Mod) du niveau de remplissage de l'oxygène (O2rel) par le moyen de détermination de l'oxygène (180) est comparée à une valeur de seuil (SW) et en cas de dépassement vers le bas de la valeur de seuil (SW), un régulateur lambda (140) qui fixe le mélange air/carburant du moteur à combustion interne (100), passe du mode de régulation à un mode de commande. 7°) Dispositif de gestion d'une sonde lambda, caractérisé en ce qu' il comporte un appareil de commande (130) conçu spécialement et comportant des moyens (150) pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6. 8°) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'appareil de commande (130) comporte un moyen de détermination de l'oxygène (180) qui représente une mesure (O2rel_Mod) du niveau de remplissage d'oxygène (O2rel) dans le canal de gaz de référence (26).35 20 9°) Programme d'ordinateur qui exécute toutes les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 lorsqu'il est traité par un ordinateur. 10°) Produit de programme d'ordinateur comportant un code programme enregistré sur un support lisible par une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 lorsque le programme est exécute par un ordinateur.10