Procédé de diagnostic d'empoissonnement d'un piège à oxydes d'azote

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur de véhicule.

L'invention concerne plus précisément un procédé pour diagnostiquer l'état d'un piège à oxydes d'azote, en particulier son empoisonnement au soufre.

Pour diagnostiquer l'état de fonctionnement d'un piège à oxydes d'azote, on connaît des procédés de commande permettant de connaître la capacité d'adsorption des oxydes d'azotes dans le piège. De tels diagnostics sont notamment utiles pour savoir si le piège à oxydes d'azote doit être changé, afin de respecter les normes environnementales. Toutefois, avec ce type de diagnostic, on n'est pas en mesure de distinguer le vieillissement normal du piège de son empoisonnement par du soufre qui prend la place, sur les sites d'adsorption du piège, des oxydes d'azote qu'on souhaite régénérer.

En conséquence, ce type de diagnostic mène de façon anticipée à la conclusion d'un vieillissement du piège et donc d'un changement de celui-ci, alors qu'il peut en réalité encore fonctionner parfaitement. Or un tel changement est particulièrement coûteux pour le conducteur du véhicule.

Aussi, on a proposé des procédés permettant de faire la distinction entre le vieillissement, irréversible, du piège à oxydes d'azote, d'une part et son empoisonnement, quant à lui réversible, par le soufre, d'autre part.

Une fois le diagnostic réalisé et si l'empoisonnement au soufre est ainsi déterminé, on met alors en place un procédé de purge de ceux-ci. Cependant, de tels procédés de purge ne sont pas sans conséquence pour le vieillissement du piège, car la purge du soufre nécessite des températures élevées.

I I est donc nécessaire de m aîtriser la purge du soufre (durée, fréquence, ...) , et donc de n'opérer celle-ci que sous certaines conditions, pour que cette purge ne soit pas contre-productive, c'est-à-dire qu'elle ne provoque pas elle- m êm e un vieillissem ent anticipé du piège, voire un endom m agem ent du moteur par dilution de carburant dans l'huile.

I l est ainsi proposé dans le docum ent EP 1 568863 un procédé de diagnostic dans lequel on com m ande un déstockage de soufre du piège sous la condition qu'une durée atteigne une durée seuil.

Plus précisém ent, ce docum ent définit cette durée com m e étant la durée nécessaire pour qu'une sonde disposée en aval du piège détecte une quantité d'oxygène seuil dans les gaz d'échappem ent depuis le com m encem ent d'une phase de régénération (réduction) des oxydes d'azote. Si cette durée dépasse la durée seuil, le piège est j ugé com m e présentant une faible capacité de stockage, te une purge du soufre est alors envisagée.

Le diagnostic, sur l'utilité de faire une purge des oxydes de soufre, consiste donc à m ettre en œuvre cette durée seuil.

Toutefois, le dem andeur a pu constater qu'il était possible d'am éliorer la durée de vie d'un piège à oxydes d'azote. Par durée de vie, on entend le tem ps écoulé entre la m ise en service du piège et la date à laquelle un diagnostic indique qu'il doit être changé.

Un objectif de l'invention est donc d'am éliorer les procédés existants, en vue d'augm enter la durée de vie d'un piège à oxydes d'azote. Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé pour diagnostiquer l'état d'un piège à oxydes d'azote, en particulier son em poisonnem ent au soufre.

Un autre objectif de l'invention est d'optim iser les conditions d'application d'une purge du soufre contenu dans le piège. Pour atteindre l'un au moins de ces objectifs, il est prévu dans le cadre de l'invention un procédé de com mande d'un moteur de véhicule dans lequel on déterm ine, sur la base d'un critère prédéterm iné, si un piège à oxydes d'azote est en panne, caractérisé en ce que, si la panne

est diagnostiquée, on requiert une purge du soufre contenu dans un piège à oxyde d'azote dans l'une au moins des conditions suivantes :

- une distance parcourue par le véhicule, depuis la m ise en fonctionnem ent du piège, est inférieure à une valeur prédéterm inée B ;

- une quantité de purges des oxydes d'azote contenus dans le piège, effectuée depuis la m ise en fonctionnem ent du piège, est inférieure à une valeur prédéterm inée C ;

- le tem ps passé en purge du soufre contenu dans le piège, depuis la m ise en fonctionnem ent du piège, est inférieur à une valeur prédéterm inée D ;

- au moins une valeur d'un critère prédéterm iné pour diagnostiquer une panne du piège à oxyde d'azote est strictem ent supérieure à la som m e du seuil d'allum age de moyens d'inform ation de la panne à un conducteur du véhicule et d'une m arge G.

Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes :

- on requiert une purge du soufre contenu dans le piège à oxydes d'azote si l'une au moins des conditions supplém entaires suivantes est rem plie :

- la distance parcourue par le véhicule, depuis une dernière purge du soufre du piège, est supérieure à une valeur prédéterm inée A ; - la quantité de purges du soufre contenu dans le piège, depuis l'allumage d'un moyen d'inform ation d'une panne du piège, est inférieure à une valeur prédéterm inée E ;

- la m asse de soufre chargée dans le piège est supérieure à une valeur prédéterm inée F. - si la panne est diagnostiquée, le conducteur du véhicule est inform é par les moyens d'inform ation de la panne,

- on diagnostique la panne du piège à oxyde d'azote, si le critère prédéterminé n'est pas satisfait N fois à l'issue de N régénérations des oxydes d'azote contenus dans le piège,

- si l'une des conditions de purge du soufre est remplie, on effectue la purge du soufre contenu dans le piège.

- on détermine si la purge du soufre effectuée permet au piège à oxydes d'azote de satisfaire au critère prédéterminé.

- si la purge du soufre ne permet pas au piège de satisfaire au critère prédéterminé, alors on détermine à nouveau si les conditions de purge du soufre sont remplies.

- si la purge du soufre permet au piège de satisfaire le critère prédéterminé, on incrémente cette donnée dans une comptabilisation de la quantité N de fois où le critère prédéterminé est satisfait, à l'issue de N régénérations des oxydes d'azote contenus dans le piège.

- si les conditions de purge du soufre (220) ne sont pas remplies, on effectue une mise en attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote (110), le piège étant alors considéré comme vieilli. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatifs et sur lequel : la figure représente un synoptique du fonctionnement d'un procédé de commande d'un moteur de véhicule selon l'invention.

Lorsqu'une régénération des oxydes d'azote contenus dans le piège à oxydes d'azote a été réalisée (étape 120), un critère à remplir est calculé (étape 130) puis comparé à un critère prédéterminé par les normes environnementales (critère OBD, étape 140). Si le critère calculé est en accord avec le critère prédéterminé

(OBD), alors on comptabilise cette information dans un compteur C1 (étape 150) et on le compare à une valeur N1 (nombre entier positif) et on remet à zéro un compteur C2.

Si le compteur C1 indique une valeur strictement inférieure à N1 (étape 160), alors le procédé s'arrête, c'est-à-dire qu'une mise en attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote est effectuée (étape 110), afin de tester à nouveau l'état du piège. En revanche, si le compteur indique une valeur égale ou supérieure à N, alors on vérifie si des moyens d'information du conducteur du véhicule sur l'état « vieilli >> du piège à oxydes d'azote sont allumés (MIL, étape 170).

Si ces moyens d'information du conducteur sont allumés, alors on éteint ceux-ci (étape 180) et on revient en position d'attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote (étape 110).

Dans ce cas, on considère que le diagnostic est effectué et que le piège à oxydes d'azote est en parfait état de fonctionnement.

Au contraire, si ces moyens d'information du conducteur ne sont pas allumés, alors on revient directement en position d'attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote (étape 110). Là également, on considère que le diagnostic est effectué et que le piège à oxydes d'azote est en parfait état de fonctionnement.

Si le critère calculé n'est pas en accord avec le critère prédéterminé (OBD, étape 140), alors on effectue le diagnostic d'empoisonnement au soufre du piège à oxydes d'azote (étapes 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270).

Plus précisément, si le critère calculé n'est pas en accord avec le critère prédéterminé, alors on comptabilise cette information dans le compteur C2 (étape 190), on le compare à une valeur N2 (nombre entier positif), et on remet le compteur C1 à la valeur zéro.

Si le compteur C2 indique une valeur strictement inférieure à N2 (étape 200), alors le procédé s'arrête, c'est-à-dire qu'une mise en attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote est effectuée (étape 110), afin de tester à nouveau l'état du piège.

En revanche, si cet autre compteur indique une valeur égale ou supérieure à N2, alors on allume les moyens d'information du

conducteur du véhicule sur l'état « vieilli >> du piège à oxydes d'azote (allumage MIL, étape 210).

A cette étape 210, le conducteur est donc informé d'un dysfonctionnement (encore appelé panne) du piège à oxydes d'azote, sans savoir s'il s'agit d'un vieillissement de celui-ci ou si la purge du soufre peut permettre à nouveau un fonctionnement normal, c'est-à-dire dans lequel le critère prédéterminé est rempli.

Les conditions dans lesquelles une telle purge du soufre empoisonnant le piège pourrait advenir sont alors déterminées (étape 220).

Plus précisément, on effectue un diagnostic d'empoisonnement au soufre du piège à oxyde d'azote (NOx) si l'une au moins des conditions de purge du soufre suivantes sont remplies :

- la distance parcourue par le véhicule, depuis la mise en fonctionnement du piège, est inférieure à une valeur prédéterminée B ;

- la quantité de purges (régénération) des oxydes d'azote contenus dans le piège, effectuée depuis la mise en fonctionnement du piège, est inférieure à une valeur prédéterminée C ;

- le temps passé en purge du soufre contenus dans le piège, depuis la mise en fonctionnement du piège, est inférieur à une valeur prédéterminée D ;

- au moins une valeur d'un critère prédéterminé (critère OBD) pour diagnostiquer une panne du piège à oxyde d'azote est strictement supérieure à la somme du seuil d'allumage de moyens d'information de la panne à un conducteur du véhicule et d'une marge G;

Avantageusement, on prend en compte plusieurs des dernières valeurs de ce critère, par exemple les 20 dernières.

On notera également que les premières conditions ci-dessus (seuils B, C, D et seuil OBD) permettent d'avoir une idée du vieillissement du piège à oxydes d'azote. En effet, si ces seuils sont dépassés, le piège à

oxydes d'azote est considéré comme vieilli, et on estime que le gain d'efficacité dû à une purge du soufre contenu dans le piège ne sera pas intéressant à effectuer.

Il peut être intéressant de prendre également en compte l'une au moins des conditions suivantes :

- la distance parcourue par le véhicule, depuis une dernière purge du soufre du piège, est supérieure à une valeur prédéterminée A ;

- la quantité de purges du soufre contenu dans le piège, depuis l'allumage d'un moyen d'information d'une panne du piège, est inférieure à une valeur prédéterminée E ;

- la masse de soufre chargée dans le piège est supérieure à une valeur prédéterminée F ;

On notera ces autres conditions (seuils A, E et F) ci-dessus permettent de s'affranchir des problèmes liés à l'utilisation de « mauvais >> carburant. Par « mauvais >> carburant, on entend par exemple des carburants diesel pouvant contenir jusqu'à 350ppm de soufre, ce qui est parfois le cas dans certains pays où la législation nationale n'est pas restrictive. (Typiquement, on trouve par exemple en France des carburants diesel comportant 10ppm de soufre).

Si les conditions ci-dessus ne sont pas remplies, alors le procédé s'arrête, c'est-à-dire qu'une mise en attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote est effectuée (étape 110). En effet, dans ce cas, on estime qu'une purge du soufre contenu dans le piège n'est pas nécessaire (diagnostic d'empoisonnement au soufre), les moyens d'information de panne restent allumés et le piège est jugé comme étant effectivement vieilli. Le diagnostic est donc que le piège doit être changé.

Au contraire, si ces conditions sont remplies, alors on effectue une requête (étape 230) pour lancer la purge du soufre contenu dans le piège (étape 240).

Si la purge du soufre contenu dans le piège n'est pas effective, alors le procédé s'arrête, c'est-à-dire qu'une mise en attente d'une

prochaine requête de régénération des oxydes d'azote est effectuée

(étape 110).

Au contraire, si la purge du soufre contenu dans le piège est effective, alors, de manière analogue à ce qui est effectué à l'issue de la régénération des oxydes d'azote, on calcule un critère (étape 250) qu'on compare au critère prédéterminé (toujours le critère OBD, étape 260). Si le critère prédéterminé est rempli, alors cela signifie que le piège à oxydes d'azote a été « réparé >>. Le compteur C1 est alors incrémenté, alors que le compteur C2 est remis à zéro (étape 150). Le compteur C1 est ensuite comparé à la valeur N1 (étape 160), et le moyen d'information de panne est éteint si C1 est supérieur ou égal à N1, informant le conducteur de l'état en fait non vieilli du piège.

Au contraire, si le critère prédéterminé n'est pas rempli, on comprend que la purge du soufre n'a pas permis une réparation du piège à oxydes d'azote (étape 280). Dans ce cas, on réinjecte cette information au niveau des conditions de requête d'une purge de soufre

(étape 220).

En effet, si le critère prédéterminé n'est pas rempli, cela signifie soit que la purge du soufre est insuffisante et qu'il faut recommencer pour la compléter, soit que le piège à oxydes d'azote est effectivement vieilli.

Ainsi, si les conditions d'une nouvelle purge sont remplies, on effectuera à nouveau au moins les étapes 230 et 240, pour purger plus de soufre. Et si les conditions de cette nouvelle purge ne sont pas remplies, alors le procédé s'arrête, c'est-à-dire qu'une mise en attente d'une prochaine requête de régénération des oxydes d'azote est effectuée (étape 110). Dans ce cas, les moyens d'information de panne du piège restent allumés et le piège est jugé comme étant effectivement vieilli. Il doit donc être changé. On donne ci-dessous un exemple fourni à titre d'exemple non limitatif de l'invention, des valeurs prédéterminées A, B, C, D, E, F et G sur les conditions de purge au soufre du piège à oxydes d'azote.

A = 200km, B = 100000km, C = 20000, D = 1000 mn, E = 2 et F= 1 gramme. Par ailleurs, la marge G entre la valeur du critère prédéterminé et le seuil d'allumage des moyens d'information de la panne au conducteur du véhicule, pourra être fixé à environ G = 20%. Bien entendu, on comprend que ces valeurs seront adaptées au type de véhicule sur lequel le piège sera installé.

L'intérêt de mettre en place des compteurs avec des valeurs N1 et N2 (étapes 160, 200) réside dans le fait qu'on vérifie plusieurs fois si le critère calculé est en accord ou pas avec le critère prédéterminé, et ce afin de minimiser les erreurs de diagnostic. Cela est particulièrement intéressant dans l'hypothèse où on se situe à proximité de la limite fixée par le critère prédéterminé (OBD, étape 140).

De préférence, les valeurs N1 et N2 sont identiques et la valeur N en résultant sera le plus souvent prise égale à N = N1 = N2 = 3. On notera que la stratégie employée dans l'invention n'augmente pas la dilution de manière démesurée et limite donc les risques de casse moteur. Plus encore, le demandeur considère que cette stratégie, compte tenu des conditions d'application restrictives de la purge employées dans le procédé de diagnostic du piège, limite ces risques et augment nettement la durée de vie du piège à oxydes d'azote tout en lui conservant une efficacité apte à respecter les normes environnementales.