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FR2895018A1 - Procede de mesure de la capacite d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement - Google Patents

Procede de mesure de la capacite d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement Download PDF

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Abstract

Procédé pour déterminer la capacité d'accumulation d'oxygène d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement (23) comportant une sonde de gaz d'échappement (13) à caractéristiques discontinues montée en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (23).Dans une durée précédant la détermination de la capacité d'accumulation d'oxygène, on fait la moyenne de l'action de régulation de la sonde de gaz d'échappement (13) et on tient compte de cette valeur moyenne pendant la détermination de la capacité d'accumulation d'oxygène de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (23) pour le calcul du dosage de carburant ou on utilise cette valeur moyenne pour corriger le coefficient lambda utilisé pour calculer la quantité d'oxygène accumulée.

Description

Domaine de 1'invention La presente invention concerne un procede pour
determiner la capacite d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement comportant une sonde de gaz d'echappement a carac- teristiques discontinues montee en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement. Etat de la technique Les installations de nettoyage de gaz d'echappement peuvent comporter par exemple un catalyseur a trois voies utilise dans un ve- hicule equipe d'un moteur a essence pour convertir les composants polluants des gaz d'echappement en gaz inoffensifs par oxydation ou reduction. La capacite d'accumulation en oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement est utilisee pour prendre de 1'oxygene pendant les phases de fonctionnement en regime maigre et de restituer 1'oxygene dans les phases de fonctionnement riches. Cela permet de convertir a la fois les composants polluants des gaz d'echappement qu'il faut oxyder. A la sortie de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement on mesure alors en permanence un coefficient lambda egal a 1'unite, c'est-adire un equilibre stcechiometrique entre les composants oxydants et les composants reducteurs. A mesure que l'installation de nettoyage des gaz d'echappement vieillit, la capacite d'accumulation de 1'oxygene diminue. Dans ces conditions, pendant les phases riches, on ne dispose plus d'assez d'oxygene pour nettoyer les gaz d'echappement et en eliminer les composants polluants et la sonde lambda, en aval de l'installation de net-toyage des gaz d'echappement, detecte ces composants a oxyder. En outre, cette sonde lambda detecte 1'oxygene dans les longues phases maigres, oxygene que l'installation de nettoyage des gaz d'echappement ne peut plus accumuler. Dans de nombreux pays on verifie les installations de nettoyage de gaz d'echappement pendant le fonc- tionnement avec la commande du moteur. De tels controles sont prescrits par la reglementation (diagnostic embarque). Un procede de diagnostic connu consiste a determiner la capacite d'accumulation en oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement car, par experience, la capacite de conversion diminue avec la capacite d'accumulation.
Un procede connu consiste a decaler tout d'abord le coefficient lambda en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement dans le sens des melanges riches pour une valeur lambda inferieure a 1, et eliminer dans cette phase tout 1'oxygene du catalyseur.
Dans une phase maigre appliquee ensuite, avec un coefficient lambda superieur a 1'unite, on charge le catalyseur avec de 1'oxygene en excedent jusqu'a ce que l'on detecte des gaz d'echappement contenant de 1'oxygene a la sortie. La quantite d'oxygene ainsi stockee represente la capacite d'accumulation du catalyseur. Le document DE 41 12 478 C2 decrit un procede permettant d'evaluer 1'etat de vieillissement d'un catalyseur. Selon ce procede, on mesure les coefficients lambda en amont et en aval du catalyseur. On examine si pour une oscillation de regulation en amont du catalyseur pas- Sant d'un melange riche a un melange maigre ou inversement, le coefficient lambda en aval du catalyseur traduit une transition de ce type et si cela est le cas, on determine le debit massique de gaz traversant le catalyseur. L'integrale en fonction du temps du produit du debit massique de gaz et du coefficient lambda en amont du catalyseur est alors calculee. De meme, on calcule 1'integrale en fonction du temps du produit du debit massique de gaz et du coefficient lambda en aval du catalyseur. On utilise comme mesure de 1'etat de vieillissement du catalyseur soit la difference entre les deux integrales soit le quotient des deux integrales ou encore le quotient de la difference par rune des deux integrales.
L'inconvenient du procede decrit est d'avoir a mesurer le coefficient lambda en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement avec une sonde lambda a bande large qui est coUteuse pour determiner la quantite d'oxygene introduite ou pre-levee en procedant par integration du produit du coefficient lambda actuel et du debit massi- que de gaz. Le document EP 0546 318 B 1 decrit un autre procede pour determiner la capacite d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage de gaz d'echappement. Dans le systeme, on fixe revolution du coefficient lambda dont le manque d'apport d'oxygene au debut est supe- rieur a la capacite d'accumulation d'oxygene du catalyseur. L'apport d'oxygene est choisi pour que dans les phases maigres le catalyseur se charge jusqu'a sa limite de capacite. Pour determiner la capacite d'accumulation en oxygene du catalyseur on decale le coefficient lambda moyen en amont du catalyseur pendant les oscillations du coefficient lambda du systeme, de maniere intentionnelle en direction des melanges pauvres et on diminue ainsi le prelevement d'oxygene d'une phase a l'autre. En determinant le nombre de transitions entre le melange riche et le melange pauvre indique par la sonde lambda en aval du catalyseur, on peut determiner la capacite d'accumulation en oxygene ; un nombre eleve de phases est synonyme de reduction de la capacite d'accumulation. L'inconvenient de ce procede est que pendant les phases maigres on degage des gaz d'echappement non nettoyes.
Le document DE 3816558 Al decrit un procede de regulation du coefficient lambda du melange air/carburant alimentant un moteur a combustion interne a 1'aide d'un moyen de regulation deux points avec des parametres de regulation predetermines et auquel pour former la deviation de regulation on applique le signal de la sonde lambda de re-gu- m lation a caracteristiques discontinues. Ce procede connu est caracterise en ce que : - pour 1'etat de fonctionnement en cours on determine une valeur de me-sure de consigne du coefficient lambda, - on utilise la valeur moyenne du coefficient lambda comme valeur reelle 15 de mesure du coefficient lambda, - on calcule la deviation de mesure entre la valeur de consigne et la valeur reelle du coefficient lambda et - on modifie au moins un parametre de regulation en fonction de la de- viation de mesure pour regler une valeur reelle de mesure du coeffi- 20 cient lambda qui diminue la deviation de mesure ainsi evoquee. Le procede concerne certes une sonde lambda a caracteristiques discontinues (caracteristiques a variation brusque) prevue en amont d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement. Ce procede evoque la formation d'une valeur moyenne du coefficient lambda mais it 25 ne se refere pas a la commande du coefficient lambda pour contrOler une installation de nettoyage des gaz d'echappement. But de 1'invention La presente invention a pour but de developper un procede offrant une plus grande precision de determination de la capacite 30 d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement avec une construction plus simple. Expose et avantages de 1'invention A cet effet, l'invention concerne un procede du type defini ci-dessus, caracterise en ce que dans une duree precedant la determina- 35 tion de la capacite d'accumulation d'oxygene, on fait la moyenne de faction de regulation de la sonde de gaz d'echappement et on tient compte de cette valeur moyenne pendant la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement pour le calcul du dosage de carburant ou on utilise cette valeur moyenne pour corriger le coefficient lambda utilise pour calculer la quantite d'oxygene accumulee. Ainsi, pendant le fonctionnement en mode riche et en mode pauvre du cycle de determination de la capacite d'accumulation d'oxygene on utilise la valeur moyenne de l'intervention de regulation pour le calcul et on compense les defauts de commande amont qui resultent par exemple de la dispersion des injecteurs ou des erreurs de detection de charge. Si la valeur moyenne est utilisee pour corriger le coefficient lambda, en s'appuyant sur la masse d'air mesuree on peut determiner de maniere plus precise la quantite d'oxygene accumulee. Dans le procede selon l'invention on peut utiliser une sonde a caracteristiques discontinues, economique, en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement.
Si la valeur moyenne est utilisee par multiplication dans le calcul de la quantite de carburant ou dose de carburant, le calcul du do-sage correct de carburant a partir de la commande prealable du dosage de carburant defini est particulierement simple. Si on lance la formation de la valeur moyenne et la determi- nation de la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement seulement a un point de fonctionnement stationnaire de la commande de moteur, it en resulte que la formation de la valeur moyenne peut se faire tres rapidement et en outre pendant la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene on peut fournir au moteur a combustion interne un melange tres constant dont le coefficient lambda ne subit que de faibles variations. La precision de la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene peut en outre 'are amelioree si la formation de la valeur moyenne et la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement sont faites a un meme point de fonctionnement de la commande du moteur car les erreurs de la commande prealable du melange dependent en general du point de fonctionnement et peuvent ainsi 'are evitees par ce procede. Les conditions de fonctionnement constantes du moteur a combustion interne peuvent resulter de ce qu'avant de former la valeur moyenne et avant de determiner la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement on ferme la vanne ou soupape de ventilation de reservoir et/ou on bloque les diagnostics utili-sant une intervention active dans la commande du moteur. Cela permet d'ameliorer la precision de la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene. Dessin La presente invention sera decrite ci-apres de maniere plus detaillee a 1'aide d'un exemple de realisation du procede represents dans l'unique figure. Ainsi : - la figure unique est une vue schematique d'un moteur a combustion 10 interne equips d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement. Description du mode de realisation La figure unique montre un moteur a combustion interne 20 commands par une commande de moteur 10 et dont les gaz d'echappement sont nettoyes par une installation de nettoyage de gaz 15 d'echappement 23. Le moteur a combustion interne 20 est aliments en air comburant par un canal d'alimentation en air 21 ; la masse de fair comburant est determinee par un debitmetre massique d'air 11. La masse d'air mesuree est fournie a la commande de moteur 10 pour calculer la quantite ou dose de carburant a injecter. Pour former le melange dans le 20 canal d'alimentation en air 21, a 1'aide d'un injecteur 12 on dose le carburant de fagon predefinie par la commande de moteur 10. Dans la conduite des gaz d'echappement 22, en aval du moteur a combustion interne 20, on a une sonde a gaz d'echappement 13 a 1'aide de laquelle la commande de moteur 10 peut regler un coefficient lambda convenant pour l'installation 25 de nettoyage de gaz d'echappement 23 en aval, pour obtenir un effet de nettoyage optimum. La sonde a gaz d'echappement 13 est une sonde a caracteristiques discontinues (sonde a variation brusque) simple et economique. La sonde de gaz d'echappement 13 est reliee a la commande de moteur 10 pour fournir les donne-es necessaires au dosage du carburant 30 par l'injecteur 12. Elie fournit en outre des donne-es permettant de deter-miner la capacite d'accumulation en oxygene selon le procede de 1'invention. La conduite des gaz d'echappement 22 en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement 23 est equipee d'une se-35 conde sonde de gaz d'echappement 14 ; les donne-es de cette sonde sont exploitees par la commande de moteur et servent dans le procede selon 1'etat de la technique a determiner la capacite d'accumulation en oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement. Pour cela on fait d'abord fonctionner le moteur a combustion interne 10 suffisamment longtemps avec un regime riche, c'est-a-dire avec un excedent de carburant pour reduire tout 1'oxygene stocke dans l'installation de nettoyage des gaz d'echappement 23. Dans le mode de fonctionnement pauvre effectue ensuite, on stocke du carburant dans l'installation de nettoyage de gaz d'echappement 23 ; la sonde de gaz d'echappement 14 determine le moment ou it arrive des gaz d'echappement riches en oxygene car alors on a depasse la capacite d'accumulation d'oxygene. De fagon generale, la sonde a gaz d'echappement 14 est une sonde a caracteristiques discontinues. La teneur en oxygene du melange gazeux injecte dans l'installation de nettoyage des gaz d'echappement 23 est commandee au prealable par la commande de moteur 10 avec une valeur predefinie ; la quantite de gaz est determinee par le debitmetre massique d'air 11. Comme la sonde de gaz d'echappement 13 est une sonde a caracteristiques discontinues, on peut seulement effectuer une regulation sur une valeur de consigne du coefficient lambda egal a 1'unite. C'est pourquoi, pendant la determination de la capacite d'accumulation en oxygene on ne peut activer de regulation du coefficient lambda. Dans cette phase de fonctionnement on ne peut que commander par avance (com- mande prealable) du melange de carburant avec un coefficient lambda predefini par la commande de moteur 10. Pour cela, on definit le dosage de carburant a 1'aide de l'injecteur 12 en fonction d'une quantite d'air definie a 1'aide du debitmetre massique d'air 11. Les erreurs de commandes prealables de meme que la dispersion des injecteurs et les erreurs de sal- sie de charge (remplissage) faussent le coefficient lambda et aboutissent ainsi a des erreurs de determination de la capacite d'accumulation d'oxygene. Selon le procede de l'invention, juste avant de determiner la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement 23, on forme la moyenne des interventions de regulation de la sonde de gaz d'echappement 13. Cette valeur moyenne de l'intervention de regulation est eealement prise en compte pendant le fonctionnement avec melange riche et avec melange pauvre pour le calcul du dosage de carburant. On peut ainsi compenser les erreurs de corn- mandes prealables et le coefficient lambda utilise pour le calcul de la capacite d'accumulation d'oxygene est plus proche du coefficient lambda qui s'etablit reellement.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1) Procede pour determiner la capacite d'accumulation d'oxygene d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement (23) comportant une sonde de gaz d'echappement (13) a caracteristiques discontinues montee en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement (23), caracterise en ce que dans une duree precedant la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene, on fait la moyenne de faction de regulation de la sonde de gaz d'echappement (13) et on tient compte de cette valeur moyenne pendant la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement (23) pour le calcul du dosage de carburant ou on utilise cette valeur moyenne pour corriger le coefficient lambda utilise pour calculer la quantite d'oxygene accumulee.
2) Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu' on introduit la valeur moyenne de fagon multiplicative dans le calcul de la quantite de carburant.
3) Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu' on lance la formation de la valeur moyenne et la determination de la capacite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement (23) seulement pour un mode de fonctionnement station- naire de la commande de moteur (10).
4) Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu' on lance la formation de la valeur moyenne et la determination de la capa- cite d'accumulation d'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement (23) au meme point de fonctionnement de la commande de moteur (23).
5) Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu' avant de former la valeur moyenne et de determiner la capacite d'accumulation de 1'oxygene de l'installation de nettoyage des gaz d'echappement (23), on ferme une soupape de ventilation de reservoir et/ou on bloque les diagnostics avec intervention active sur la commande de moteur (10).5
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