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FR3029973A1 - Procede de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation - Google Patents

Procede de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, dans une plage prédéterminée de températures d'entrée (2) et de sortie (3) du DOC, consistant à injecter par palier (5, 6) des quantités successives prédéterminées de carburant à l'entrée du DOC, à relever la température en sortie (3) du DOC, après chaque quantité de carburant injectée, à relever la quantité totale injectée pour un palier donné, pour laquelle la température en sortie (3) du DOC commence à décroître déterminant une caractérisation du DOC surveillé, à comparer ensuite cette caractérisation à une caractérisation test d'un DOC similaire qui a été préalablement établie pour déterminer un seuil à ne pas dépasser de dégradation du DOC surveillé.

Description

1 La présente invention se rapporte à un procédé de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, ledit procédé étant activé en cours de fonctionnement du moteur à combustion interne.
Un dispositif de catalyse d'oxydation, encore appelé dispositif DOC ou DOC pour « Diesel Oxidation Catalyst » en anglais, est un dispositif placé dans la ligne d'échappement d'un véhicule à motorisation Diesel, dans la mesure du possible au plus près du moteur afin d'atteindre sa température de fonctionnement le plus rapidement possible, entre 150 °C et 200 °C, et qui assure l'aydation par l'oxygène de plusieurs composants des gaz d'échappement, à savoir notamment les trois réactions d'oxydation suivantes : - oxydation du mono-oxyde de carbone (CO), - oxydation des hydrocarbures (HC), - oxydation d'une fraction organique des particules Diesel (SOF).
Un dispositif de catalyse d'oxydation dans une ligne d'échappement assume généralement au moins trois fonctionnalités principales, qui sont : 1. convertir les CO et HC en gaz carbonique (CO2) et eau (H2O), 2. créer une réaction exothermique pendant un délai déterminé afin de régénérer un filtre à particule disposé en aval du dispositif DOC dans une ligne d'échappement, le cas échéant, et 3. oxyder le plus de mono-oxyde d'azote (NO) possible pour le convertir en dioxyde d'azote (NO2) afin de rendre plus efficace un dispositif de type SCR (pour « Selective Catalytic Reduction » en anglais) ou dispositif RCS pour Réduction Catalytique Sélective, placé en aval dans la ligne d'échappement, le cas échéant. Les dispositions législatives dans beaucoup de pays exigent une surveillance des fonctionnalités d'un dispositif DOC au cours de son utilisation, et en particulier la fonctionnalité de conversion du mono-oxyde de carbone (CO) et/ou des hydrocarbures, en gaz carbonique (CO2) et eau (H2O).
Avec le document EP2216522A1, on connaît un procédé de surveillance d'un catalyseur d'oxydation placé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel un diagnostic du catalyseur comprend un cycle de test durant lequel l'aptitude de conversion des hydrocarbures (HC) par le catalyseur d'oxydation est déterminée sur la base d'une réaction exothermique temporaire générée par post- injection d'une quantité donnée de carburant dans le catalyseur. La réaction exothermique obtenue est ensuite comparée à un modèle de réaction exothermique correcte attendue, 3029973 2 en vue d'établir un diagnostic du catalyseur d'oxydation dans le cadre de l'OBD pour « On-Board Diagnostic » en anglais. Un tel procédé présente l'inconvénient principal que son efficacité dépend de la précision du modèle et de la dispersion des grandeurs utilisées dans le modèle, 5 notamment la quantité de carburant injectée, le débit des gaz, le catalyseur, entrainant une dispersion sur l'estimation des températures elles-mêmes. La présente invention propose une solution alternative de procédé de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation en vue d'établir un diagnostic relatif à sa dégradation en tant que catalyseur d'oxydation, dans le cadre des procédures OBD 10 pour « On-Board Diagnostic » en anglais. Plus précisément, l'invention consiste en un procédé de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - On active ledit procédé de surveillance en cours de fonctionnement du moteur à 15 combustion interne dans une plage prédéterminée de températures d'entrée et de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation, - Dans ladite plage prédéterminée de températures d'entrée, on injecte par palier des quantités successives prédéterminées de carburant à l'entrée dudit dispositif de catalyse d'oxydation, une quantité prédéterminée de carburant étant injectée 20 pour chaque palier, ladite quantité prédéterminée de carburant étant supérieure à la quantité injectée lors du palier précédent, - On relève la température en sortie dudit dispositif de catalyse d'oxydation, après chaque quantité prédéterminée de carburant injectée par palier, - On relève la quantité totale injectée pour un palier donné, pour laquelle la 25 température en sortie de dispositif de catalyse d'oxydation commence à décroître, cet évènement déterminant une caractérisation dudit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, - On compare ensuite ladite caractérisation déterminée du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, à une caractérisation test d'un dispositif de catalyse 30 d'oxydation similaire qui a été préalablement établie pour déterminer un seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, puis on établit un diagnostic comme suit : - Si ladite caractérisation déterminée range ledit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé au-delà dudit seuil à ne pas dépasser de dégradation, 35 alors un diagnostic de défaut du dispositif de catalyse d'oxydation est renseigné dans le véhicule, et 3029973 3 - Si ladite caractérisation déterminée range ledit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé sous ou au niveau dudit seuil à ne pas dépasser de dégradation, alors un diagnostic de dispositif de catalyse d'oxydation opérationnel est effectué.
5 Le procédé selon l'invention propose de surveiller une décroissance de la température lors de l'évolution d'une réaction exothermique consécutive à une pluralité d'injections de carburant par palier respectivement, donc surveiller un point de fonctionnement, en le comparant à un point de fonctionnement issu d'un test réalisé sur un dispositif de catalyse d'oxydation similaire mais vieilli. Par conséquent, la marge 10 d'erreur est relativement faible, la référence étant issue d'une réalité expérimentale et non d'un modèle, et la comparaison en vue du diagnostic devient aisée. Lorsque la température de la réaction exothermique cumulée décroît, cela signifie que le dispositif de catalyse surveillé et testé n'est plus en mesure de convertir la quantité de carburant injectée correspondante, et il suffit alors de comparer cette quantité de carburant à celle 15 qui provoque une décroissance de température dans un dispositif de catalyse similaire mais vieilli de manière contrôlée, en sorte par exemple de se trouver en limite acceptable de dégradation, qui reste à définir par de simples tests en fonction des besoins, par exemple par conformité à une législation donnée, afin de diagnostiquer si le dispositif surveillé et testé peut encore être considéré comme opérationnel ou pas. Par dispositif de 20 catalyse d'oxydation similaire on entend ici un dispositif de catalyse de même modèle et possédant les mêmes caractéristiques à l'origine que celui qui est surveillé et testé, à savoir à l'état neuf avant toute utilisation. La température d'entrée du dispositif de catalyse surveillé peut être déterminée de manière connue par modélisation ou par mesure au moyen d'un capteur de température. Sous réserve du respect de la température d'entrée 25 du dispositif de catalyse, le procédé selon l'invention peut être exécuté en mode de fonctionnement du moteur à débit stable d'échappement, ou en mode quelconque de fonctionnement du moteur, en utilisant un modèle de la température de sortie du dispositif de catalyse. Les deux solutions peuvent être utilisées ensemble. Un modèle de la température de sortie du dispositif de catalyse permettra de différencier un phénomène de 30 décroissance de la température en sortie du dispositif de catalyse qui serait dû à une accélération du véhicule entraînant une augmentation du débit des gaz d'échappement, d'un phénomène de décroissance de la température en sortie du dispositif de catalyse qui serait dû au procédé selon l'invention, par simple différence à partir de la température mesurée en sortie du dispositif de catalyse. Un tel modèle de la température de sortie du 35 dispositif de catalyse est connu d'une unité de contrôle moteur, et peut être fondé sur un débitmètre d'entrée des gaz dans le moteur, un indicateur de demande de couple, ou le système d'injection du carburant. La stabilité du débit des gaz d'échappement est par 3029973 4 ailleurs surveillée et connue dans un moteur à combustion interne par l'unité de contrôle moteur. Selon une caractéristique avantageuse, ladite caractérisation test détermine une quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation 5 similaire, qui correspond au dit seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé. Selon une caractéristique avantageuse, on établit une échelle de diagnostics de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé en fonction d'une quantification de la différence entre la caractérisation déterminée et la caractérisation test, 10 en vue de donner dans le véhicule une mesure de la dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé. Cette caractéristique permet de fournir au propriétaire du véhicule ou à l'usager une information relative à la proximité le cas échéant d'une maintenance nécessaire sur le système DOC du véhicule, et lui permet de disposer d'un délai pour une 15 intervention sur le système de catalyse d'oxydation du véhicule. Selon une caractéristique avantageuse, une quantité prédéterminée de carburant injectée dans la ligne d'échappement est prédéterminée à partir d'une division de ladite quantité test en une pluralité de quantités divisionnaires dont la valeur est définie en fonction de la finesse recherchée du diagnostic de dégradation.
20 Cette caractéristique permet de définir une précision ou résolution du procédé de surveillance selon l'invention qui correspond à ladite quantité divisionnaire de base de la quantité test. Selon une caractéristique avantageuse, à chaque palier, on incrémente la quantité totale de carburant injectée au palier précédent d'une dite quantité divisionnaire 25 de base. Selon cette caractéristique, la quantité de carburant injectée pour le premier palier peut par exemple être égale à ladite quantité divisionnaire de base, la quantité de carburant injectée pour le deuxième palier successif au premier peut par exemple être égale à deux fois la quantité divisionnaire de base, et ainsi de suite en ajoutant à chaque 30 palier une quantité divisionnaire de base à la quantité de carburant injectée pour le palier précédent. Selon une caractéristique avantageuse, ladite quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire, qui correspond au seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, est 35 implémentée dans une unité de contrôle électronique du véhicule.
3029973 5 Selon une caractéristique avantageuse, l'établissement de ladite quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire, comprend les étapes suivantes : - On fait vieillir le dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à une limite de 5 dégradation dont on cherche la référence pour établir ledit seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé dans ladite étape de comparaison, - On relève ensuite la quantité totale de carburant injectée dans ledit dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à cette limite de dégradation, à partir de laquelle la 10 température de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation va décroître, pour une plage donnée de températures d'entrée du dispositif de catalyse, et qui définit ladite quantité test totale de carburant. Le vieillissement recherché d'un dispositif de catalyse d'oxydation identique à l'origine à celui surveillé et testé, est par exemple réalisé par roulage d'un véhicule 15 identique, ou sur banc moteur, ou dans un four selon un temps et une température donnés. Le vieillissement ainsi obtenu de manière contrôlée peut par exemple être représentatif d'un fonctionnement en limite de conditions opérationnelles pour la conversion des HC, qui respecte une norme donnée d'émissions. La quantité test totale de carburant est par exemple obtenue au moyen d'injections par palier de quantités 20 successives prédéterminées de carburant. On obtient ainsi une caractérisation test du dispositif surveillé via une quantité test totale de carburant. Selon une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention est activé de manière intrusive. Par manière intrusive, on entend ici une activation forcée du procédé 25 spécifique en vue de tester le dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, par injection des quantités de carburant par palier en post-injection par exemple, dans une plage de température d'entrée prédéterminée du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé. Par exemple, le procédé selon l'invention peut être activé de manière intrusive au départ d'une régénération d'un filtre à particules. Par post-injection, on entend une injection de 30 carburant par exemple en fin de combustion ou en début d'échappement de telle sorte que le carburant ainsi injecté ne brûle pas dans la chambre de combustion. Selon une caractéristique avantageuse, ladite température relevée en sortie dudit dispositif de catalyse d'oxydation et qui commence à décroître est comprise entre 150 °C et 350 °C.
35 La présente invention se rapporte en outre à un dispositif de surveillance de la dégradation d'un dispositif de catalyse d'oxydation disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, comprenant un dispositif de catalyse 3029973 6 d'oxydation, des moyens d'injection successivement par palier de quantités de carburant prédéterminées dans la ligne d'échappement, des moyens de mesure de la température en sortie dudit dispositif de catalyse d'oxydation, des moyens de détermination de la température d'entrée dudit dispositif de catalyse d'oxydation, caractérisé en ce qu'il 5 comprend des moyens pour la mise en oeuvre des étapes d'un procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit d'exemples de modes de réalisation d'un procédé et d'un dispositif selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatif, dans lesquels : 10 - La figure 1 représente un diagramme illustrant un exemple de mode de réalisation d'un procédé de surveillance selon l'invention de la dégradation d'un dispositif de catalyse d'oxydation, - La figure 2 représente un diagramme d'état d'un dispositif de catalyse d'oxydation illustrant un exemple de caractérisation test.
15 Le procédé illustré sur la figure 1 est un procédé de surveillance selon l'invention appliqué à un dispositif de catalyse d'oxydation de type connu disposé également de manière connue dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, par exemple un moteur de type Diesel turbocompressé comportant de l'amont vers l'aval à partir du moteur : la turbine du turbocompresseur, le dispositif de 20 catalyse d'oxydation ou DOC, un filtre à particule ou DPF (pour « Diesel Particulate Filter » en anglais), et un dispositif de Réduction Catalytique Sélective ou SCR pour « Selective Catalytic Reduction » en anglais, ou inversement pour les deux derniers organes. En l'absence de turbo, le dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC est avantageusement placé directement en aval du moteur.
25 La figure 1 montre l'évolution des paramètres représentatifs du procédé de surveillance selon l'invention. En abscisse on a représenté le temps t en secondes, et en ordonnée, trois échelles de grandeurs, à savoir la température d'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC modélisée ou mesurée en degré Celsius, sa température de sortie nécessairement mesurée, en degré Celsius, et la quantité de carburant injectée par 30 palier en milligrammes par coup (mg/cp ou mg/coup). La courbe 1 illustre l'évolution de la quantité de carburant injectée par palier à l'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC en service surveillé, la courbe 2 illustre l'évolution de la température d'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC en service surveillé, la courbe 3 illustre l'évolution de la température de sortie du dispositif 35 de catalyse d'oxydation ou DOC en service surveillé, et la courbe 4 illustre l'évolution de la température de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC similaire à celui surveillé, mais servant de référence pour l'exemple, à l'état neuf.
3029973 7 Le procédé de surveillance représenté via la figure 1 comprend les étapes suivantes : - On active le procédé de surveillance en cours de fonctionnement du moteur à combustion interne dans une plage prédéterminée de températures d'entrée et 5 de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation, la température de sortie étant du même ordre que celle d'entrée, par exemple environ à 200 °C pour la température d'entrée et 220 °C pour la température de sortie comme représenté avec les courbes 2 et 3 à l'instant t = 25 s, c'est-à-dire que l'on a attendu 25 secondes par exemple de stabilité de température d'entrée et de sortie ; 10 - Dans ladite plage prédéterminée de températures d'entrée, soit à 200 °C environ et à l'instant t = 25 s dans l'exemple, on injecte une première quantité prédéterminée de carburant à l'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation, égale par exemple à 1 mg/coup, soit 1 mg en un coup et dans un cylindre, définissant un premier 5 palier ; cette première quantité prédéterminée de carburant est par 15 exemple injectée à partir d'un injecteur du moteur, dans une phase de post- injection du cycle moteur afin de ne pas brûler dans la chambre de combustion, par exemple entre 120° et 260° après le Point MortHaut (PMH) de compression, par exemple environ 150° après le PMH ; - On relève ensuite la température en sortie du dispositif de catalyse d'oxydation, 20 après avoir injecté cette première quantité prédéterminée de carburant, comme montré sur la courbe 3, température en sortie que l'on surveille pendant un laps de temps nécessaire à la réalisation d'une réaction exothermique complète dans le DOC ; sur la figure 1, on constate sur la courbe 3 un accroissement de cette température de sortie dû à la réaction exothermique que l'on doit considérer 25 normale par comparaison avec la courbe 4 qui montre à titre expérimental la même évolution pour un DOC similaire mais neuf ; - Ensuite, toujours dans la plage prédéterminée de températures d'entrée, soit à 200 °C et à l'instant t = 125 s dans l'exemple, qprès n'avoir relevé aucune décroissance de la température de sortie du DOC, on injecte une deuxième 30 quantité prédéterminée de carburant à l'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation, supérieure à la première quantité prédéterminée de carburant, dans l'exemple égale à 2 mg/coup, définissant un deuxième 6 palier ; cette deuxième quantité prédéterminée de carburant est comme la première, par exemple injectée à partir d'un injecteur du moteur, en phase de post-injection du cycle 35 moteur à afin de ne pas brûler dans la chambre de combustion ; - On relève à nouveau la température en sortie du dispositif de catalyse d'oxydation, après avoir injecté cette deuxième quantité prédéterminée de 3029973 8 carburant, comme montré sur la courbe 3, température en sortie que l'on surveille pendant un laps de temps nécessaire à la réalisation de la réaction exothermique complète correspondante dans le DOC ; sur la figure 1, on constate sur la courbe 3 une décroissance de cette température de sortie à partir 5 d'une température de 240 °C environ, peu de temps grès l'injection de la deuxième quantité de carburant, qui est due à une non réaction exothermique « normalement » attendue, une réaction partielle ou totalement absente, qu'il y a lieu donc de considérer comme anormale par comparaison avec la courbe 4 qui montre à titre expérimental et pour la présente description uniquement, une 10 évolution normale pour un DOC similaire mais neuf et qui indique que, pour une telle quantité de carburant injectée, la température en sortie de DOC devrait croître selon une réaction exothermique normale ; - On relève ainsi la quantité totale injectée selon ce deuxième palier, pour laquelle la température en sortie de dispositif de catalyse d'oxydation commence à 15 décroître, cet évènement déterminant une caractérisation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé ; - On compare ensuite cette caractérisation déterminée du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, à une caractérisation test (non représentée) d'un dispositif de catalyse d'oxydation similaire qui a été préalablement établie pour déterminer 20 un seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, puis on établit un diagnostic comme suit : - Si la caractérisation déterminée range le dispositif de catalyse d'oxydation surveillé au-delà du seuil à ne pas dépasser de dégradation, alors un diagnostic de défaut du dispositif de catalyse d'oxydation est renseigné 25 dans le véhicule, par exemple sur le système OBD, et - Si la caractérisation déterminée range le dispositif de catalyse d'oxydation surveillé sous ou au niveau du seuil à ne pas dépasser de dégradation, alors un diagnostic de dispositif de catalyse d'oxydation opérationnel est effectué.
30 Le procédé tel que décrit ci-dessus peut être avantageusement activé de manière intrusive, par exemple au départ d'une régénération du filtre à particules, par exemple en phase de post-injection du cycle moteur à une température d'entrée du dispositif de catalyse de l'ordre de 200 °C. Au cous de l'exécution du procédé de surveillance décrit, l'unité de contrôle moteur permettra de surveiller de manière connue la 35 stabilité du débit de gaz d'échappement, de telle sorte que le procédé de surveillance se déroule sous un régime stable des gaz d'échappement, autour d'une valeur sensiblement constante à plus ou moins 15 % par exemple, à déterminer par calibration. Le procédé de 3029973 9 surveillance peut être activé de manière alternative sous un régime non stable des gaz d'échappement, tout en respectant la température d'entrée du DOC comme expliqué plus haut, en utilisant un modèle, connu de l'homme du métier, de la température de sortie du dispositif de catalyse ; ce modèle permettra de surveiller la décroissance de la 5 température recherchée selon le procédé de surveillance décrit, en tenant compte de la température de sortie de DOC donnée par le modèle pour l'estimation de la température en sortie de DOC selon le procédé de surveillance décrit, qui est faite à partir du capteur de température en sortie de dispositif de catalyse. Dans l'exemple de la figure 1, la caractérisation test détermine une quantité 10 test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire, qui correspond au seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé. Cette quantité test est comprise entre 1 et 2 mg/coup dans l'exemple de la figure 1, puisque la température de sortie du DOC croît à 1 mg/coup et décroît à 2 mg/coup.
15 De préférence, la température relevée en sortie du dispositif de catalyse d'oxydation (courbe 3) est comprise entre 150 °C et350 °C lorsqu'elle commence à décroître, afin de rendre le phénomène de décroissance de la température plus visible. En effet, le phénomène recherché de décroissance de température en sortie du DOC peut être moins visible ou inexistant à température élevée d'entrée du DOC. Par exemple, pour 20 une température d'entrée du DOC élevée, de l'ordre de 300 °C, ce dernier est plus efficace et en conséquence une quantité plus importante de carburant devrait être injectée pour voir un éventuel décrochement de température en sortie. Ce qui signifie que la température d'entrée du DOC pour l'activation du procédé selon l'invention est de préférence comprise entre 150 °C et 250 °C. La temirature d'amorçage du DOC varie 25 selon la qualité et la quantité des matériaux utilisés. De manière avantageuse, on peut établir une échelle de diagnostics de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé en fonction d'une quantification de la différence entre la caractérisation déterminée et la caractérisation test, en vue de donner dans le véhicule une mesure de la dégradation du dispositif de catalyse 30 d'oxydation surveillé. Cela peut consister à diminuer l'incrément de quantité de carburant injectée d'un palier à l'autre, afin d'affiner la précision du diagnostic si nécessaire. De préférence, une quantité prédéterminée de carburant injectée dans la ligne d'échappement est obtenue en divisant la quantité test de carburant en une pluralité de 35 quantités divisionnaires dont la valeur est définie en fonction de la finesse recherchée du diagnostic de dégradation.
3029973 10 Dans l'exemple de la figure 1, à chaque palier, on incrémente la quantité totale de carburant injectée au palier précédent d'une quantité divisionnaire de base qui est égale à 1 mg/coup dans l'exemple. Une quantité test de carburant peut être comprise entre 1 mg et 10 mg par coup et par cylindre, et plus fréquemment entre 5 et 7 mg par 5 coup. Entre les paliers, il y a lieu de respecter un délai minimal dans lequel la réaction exothermique est prévue le cas échéant, 30 secondes par exemple. Cette quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire qui correspond au seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, est avantageusement implémentée dans une 10 unité de contrôle électronique du véhicule, par exemple l'unité de contrôle moteur, afin que cette unité puisse procéder à l'étape de comparaison de manière rapide. Avec l'aide de la figure 2, on va maintenant décrire un exemple de procédé d'établissement préalable de la quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire à celui qui est surveillé et testé, qui comprend les étapes 15 suivantes : - On fait vieillir le dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à une limite de dégradation dont on cherche la référence pour établir le seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé dans l'étape de comparaison du procédé décrit plus haut avec l'aide de la figure 1, 20 - On relève ensuite la quantité totale de carburant injectée dans le dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à cette limite de dégradation, à partir de laquelle la température de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation va décroître, et qui définit la quantité test totale de carburant. Sur la figure 2, on a représenté plusieurs courbes 9, 10, 11, et 12 de 25 caractérisation d'un dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC pendant sa durée de vie, relativement à l'émission des hydrocarbures imbrûlés en sortie du DOC. Chaque courbe représente un état donné du dispositif de catalyse d'oxydation. En abscisse, on a représenté une échelle de distance parcourue en km, par exemple selon un cycle NEDC de 1 200 secondes ou WLTC de 1 800 secondes, et en ordonnée une échelle de quantité 30 hydrocarbures présents après le dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC selon l'état considéré de celui-ci. Un premier 7 niveau définit une quantité maximale autorisée d'émission d'hydrocarbures présents en sortie du DOC considéré, ou seuil émission d'homologation, par exemple 90 mg par kilomètre (déduit du seuil « THC + NON et NON » dans le cadre de la norme euro 6). Un deuxième 8 niveau, supérieur au premier 7, définit 35 un seuil d'émission d'hydrocarbures en sortie du DOC considéré, qui n'est plus admis et impose l'allumage au tableau de bord d'une alerte d'intervention immédiate ou MIL (pour « Malfunction Indicator Lamp » en anglais), encore appelé seuil OBD, par 3029973 11 exemple 320 mg par kilomètre correspondant au seuil NMHC (pour « Non Methan HydroCarbons » dans le cadre de la norme euro 6). Sur la figure 2, la courbe 9 représente une caractérisation du dispositif DOC considéré, à l'état neuf. La courbe 10 représente une caractérisation du dispositif DOC 5 considéré, vieilli mais encore opérationnel. La courbe 11 représente une caractérisation du dispositif DOC considéré, vieilli juste au-dessous du seuil OBD. La courbe 12 représente une caractérisation du dispositif DOC considéré, vieilli au-dessus du seuil OBD et qui doit faire activer la MIL. Le niveau de vieillissement d'un DOC est fonction du temps et de la 10 température. Ces vieillissements artificiels peuvent être obtenus par exemple par un passage du DOC dans un four pendant un temps et une température donnés, variables afin d'obtenir différents niveaux de vieillissement. Dans le cadre de la présente invention et selon le contexte donné ci-dessus sur la figure 2, la caractérisation test du dispositif DOC peut être faite au niveau du 15 seuil OBD si l'on désire prendre ce niveau de référence, et on mesure pour une température d'entrée donnée de DOC à ce stade de vieillissement, la quantité de carburant injectée dans ce dernier, à partir de laquelle on observe une décroissance de la température en sortie de DOC. Par exemple, on détermine ainsi qu'un dispositif DOC ainsi vieilli décroche en température à 5 mg/coup. Cette quantité de carburant constitue la 20 quantité test totale de carburant pour le procédé de surveillance tel que décrit plus haut. La quantité divisionnaire de base peut être établie à 1 mg/coup par exemple. On pourrait choisir une autre caractérisation test du dispositif DOC surveillé, par exemple la caractérisation de seuil émission, selon l'information que l'on souhaite renseigner dans le véhicule.
25 On le voit, la caractérisation test est représentée par une valeur unique d'une quantité test de carburant ce qui constitue un référentiel fiable, simple et peu consommateur d'espace mémoire dans l'unité de contrôle moteur par exemple. Le procédé selon l'invention peut être aussi appliqué aux moteurs à injection directe fonctionnant à l'essence, en mélange pauvre (richesse < 1) sur catalyseur trois 30 voies. Un exemple de dispositif selon l'invention, de surveillance de la dégradation d'un dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, comprend de manière connue un dispositif de catalyse d'oxydation ou DOC, des moyens d'injection successivement par 35 palier de quantités de carburant prédéterminées dans la ligne d'échappement, par exemple le système d'injection de carburant dans les cylindres en place dans le moteur pour générer le couple moteur comprenant de manière connue une unité de contrôle 3029973 12 moteur ou ECU, des moyens de mesure de la température en sortie du dispositif de catalyse d'oxydation, par exemple un capteur de température normalement déjà en place dans un véhicule muni d'un dispositif DOC, des moyens de détermination de la température d'entrée du dispositif de catalyse d'oxydation, qui sont obtenus par un 5 capteur de température ou par une modélisation de cette température, des moyens pour renseigner dans le véhicule un diagnostic du dispositif DOC, par exemple des moyens d'enregistrement d'une information dans le système OBD. Le dispositif comprend en outre des moyens pour la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit plus haut sous la forme d'un logiciel implémenté dans l'unité de contrôle moteur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - On active ledit procédé de surveillance en cours de fonctionnement du moteur à combustion interne dans une plage prédéterminée de températures d'entrée (2) et de sortie (3) du dispositif de catalyse d'oxydation, - Dans ladite plage prédéterminée de températures d'entrée, on injecte par palier (5, 6) des quantités successives prédéterminées de carburant à l'entrée dudit dispositif de catalyse d'oxydation, une quantité prédéterminée de carburant étant injectée pour chaque palier, ladite quantité prédéterminée de carburant étant supérieure à la quantité injectée lors du palier précédent, - On relève la température en sortie (3) dudit dispositif de catalyse d'oxydation, après chaque quantité prédéterminée de carburant injectée par palier, - On relève la quantité totale injectée pour un palier donné, pour laquelle la température en sortie de dispositif de catalyse d'oxydation commence à décroître, cet évènement déterminant une caractérisation dudit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, - On compare ensuite ladite caractérisation déterminée du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, à une caractérisation test d'un dispositif de catalyse d'oxydation similaire qui a été préalablement établie pour déterminer un seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, puis on établit un diagnostic comme suit : - Si ladite caractérisation déterminée range ledit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé au-delà dudit seuil à ne pas dépasser de dégradation, alors un diagnostic de défaut du dispositif de catalyse d'oxydation est renseigné dans le véhicule, et - Si ladite caractérisation déterminée range ledit dispositif de catalyse d'oxydation surveillé sous ou au niveau dudit seuil à ne pas dépasser de dégradation, alors un diagnostic de dispositif de catalyse d'oxydation opérationnel est effectué.
  2. 2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel ladite caractérisation test détermine une quantité test totale de carburant injectée dans un 3029973 14 dispositif de catalyse d'oxydation similaire, qui correspond au dit seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé.
  3. 3. Procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on établit une échelle de diagnostics de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation 5 surveillé en fonction d'une quantification de la différence entre la caractérisation déterminée et la caractérisation test, en vue de donner dans le véhicule une mesure de la dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé.
  4. 4. Procédé de surveillance selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel une quantité prédéterminée de carburant injectée dans la ligne d'échappement est 10 obtenue en divisant ladite quantité test de carburant en une pluralité de quantités divisionnaires dont la valeur est définie en fonction de la finesse recherchée du diagnostic de dégradation.
  5. 5. Procédé de surveillance selon la revendication 4, dans lequel, à chaque palier, on incrémente la quantité totale de carburant injectée au palier précédent d'une 15 dite quantité divisionnaire de base.
  6. 6. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel ladite quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire qui correspond au seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé, est implémentée dans une unité de contrôle 20 électronique du véhicule.
  7. 7. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel l'établissement préalable de ladite quantité test totale de carburant injectée dans un dispositif de catalyse d'oxydation similaire, comprend les étapes suivantes : - On fait vieillir le dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à une limite de 25 dégradation dont on cherche la référence pour établir ledit seuil à ne pas dépasser de dégradation du dispositif de catalyse d'oxydation surveillé dans ladite étape de comparaison, - On relève ensuite la quantité totale de carburant injectée dans ledit dispositif de catalyse d'oxydation similaire, à cette limite de dégradation, à partir de laquelle la 30 température de sortie du dispositif de catalyse d'oxydation va décroître, et qui définit ladite quantité test totale de carburant.
  8. 8. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est activé de manière intrusive. 3029973 15
  9. 9. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite température relevée en sortie dudit dispositif de catalyse d'oxydation et qui commence à décroître est comprise entre 150 °Cet 350 °C.
  10. 10. Dispositif de surveillance de la dégradation d'un dispositif de catalyse 5 d'oxydation disposé dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, comprenant un dispositif de catalyse d'oxydation, des moyens d'injection successivement par palier de quantités de carburant prédéterminées dans la ligne d'échappement, des moyens de mesure de la température en sortie dudit dispositif de catalyse d'oxydation, des moyens de détermination de la température d'entrée dudit 10 dispositif de catalyse d'oxydation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour la mise en oeuvre des étapes d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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