EP0856098A1 - Dispositif et procede de diagnostic de l'etat d'une sonde disposee en amont du pot catalytique - Google Patents

Dispositif et procede de diagnostic de l'etat d'une sonde disposee en amont du pot catalytique

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EP0856098A1
EP0856098A1 EP96934934A EP96934934A EP0856098A1 EP 0856098 A1 EP0856098 A1 EP 0856098A1 EP 96934934 A EP96934934 A EP 96934934A EP 96934934 A EP96934934 A EP 96934934A EP 0856098 A1 EP0856098 A1 EP 0856098A1
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EP
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krich
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probe
signal
krichp
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Vasco Afonso
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Renault SAS
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    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter

Definitions

  • the invention relates to internal combustion engines of the injection type and comprising a catalytic exhaust system preceded by a probe and, more particularly in such engines, a device and a method for diagnosing the state of the probe arranged in upstream of the catalytic converter.
  • the diagnosis then consists in declaring the probe failure if one or more faults are detected.
  • Such a diagnostic method is based on the analysis of the behavior of the probe in order to deduce therefrom a state of the probe by presuming degradation modes. For example, an aged probe has reduced voltage dynamics and / or extended tilt times.
  • a dynamic reduced voltage probe may be good vis-à-vis the emission of pollutants if only this characteristic is affected.
  • An object of the present invention is therefore to implement a device and a method for diagnosing the state of a probe disposed upstream of a catalytic converter associated with an internal combustion engine of the injection type which does not have the above-listed drawbacks of prior art devices and methods.
  • Another object of the present invention is also to implement a device and a method for diagnosing the state of an upstream probe which does not call for measurements of the intrinsic characteristics of the probe.
  • the method of the invention is based on monitoring the characteristics of the wealth loop which have an influence on the pollutant emissions, namely, the average period and the average wealth of the loop.
  • the state of the upstream probe is evaluated on the basis of the effects it produces on the wealth loop, that is to say on pollutant emissions, and not on the basis of its own characteristics.
  • the effects of the state of the upstream probe are likely to generate pollutant emissions by exceeding the limits of the "window" for proper operation of the catalytic converter, this excess being due to the drift in the average operating richness and / or the average period of the wealth loop which becomes too long.
  • the invention proposes to implement a second non-linear probe which is arranged downstream of the catalytic converter and which is an integral part of a second feedback loop thanks to which the output voltage v ava ⁇ of the second probe, called the downstream probe, is controlled by a reference voltage VC ava ⁇ corresponding to the center of the window for the correct operation of the catalytic converter.
  • the signal which is provided by this loop is used to modify the signal of the first feedback loop comprising the upstream probe.
  • the invention relates to a device for diagnosing the state of a nonlinear probe disposed upstream of a catalytic converter associated with an internal combustion engine of the injection type controlled by an electronic computer, said engine comprising a first loop of control, including said non-linear probe, to supply the computer with a first KCL correction signal of the quantity of fuel injected and a second control loop, including a second non-linear probe arranged downstream of said catalytic converter to provide a second signal for correcting KRICH of the quantity of fuel injected, said diagnostic device being characterized in that it comprises: - a filtering circuit to which the second KRICH correction signal is applied to supply a filtered signal KRICHp, - a measuring circuit to which the output signal V t from the upstream probe is applied to determine the average value T of the correction period d e the first control loop, and - a logic circuit to determine the good or defective DIAG state of the upstream probe as a function of the values of the filtered signal KRICHp and of the average period T
  • the logic circuit determines that the upstream probe is defective if the filtered signal is greater than a maximum value or less than a minimum value or even if the average period is greater than a maximum value.
  • the maximum and minimum values of the filtered signal KRICHp are determined by calibration as a function of the value of the average period and are recorded in a memory. This memory is addressed by the value of the average period to provide the maximum and minimum values to which the value of the filtered signal is compared.
  • the invention also relates to a method which comprises the following steps: filtering the second correction signal KRICH to obtain a filtered signal KRICHp,
  • FIG. 1 is a block diagram of a double wealth control loop system to which the invention applies;
  • FIG. 2-A and 2-B are diagrams showing how the richness correction is carried out with a single feedback loop comprising a probe upstream of the catalytic converter;
  • FIGS 3-A and 3-B are diagrams showing a way of correcting the richness using a second feedback loop comprising a probe downstream of the catalytic converter;
  • FIG. 4 is a diagram showing how to filter the correction signal KRICH to obtain a filtered signal KRICHp;
  • FIG. 5 is a diagram showing an algorithm for calculating the average period of the signal from the upstream probe
  • FIG. 6 is a diagram showing the curves which determine the zones of correct or defective operation of the upstream probe
  • FIG. 7 is a diagram showing a decision algorithm for determining the state of the upstream probe.
  • an internal combustion engine 10 is controlled, in a known manner, by an electronic computer 12.
  • the exhaust gases from this engine are filtered by an exhaust pipe 14 of catalytic type, from which they escape towards the open air.
  • a first probe 16 is disposed at the inlet of the exhaust pipe and measures the content of one of the main components of the exhaust gases, this component usually being oxygen.
  • This probe is of the non-linear type and is often called, as indicated above, "lambda" probe or EGO probe.
  • This probe provides on its output terminal an upstream electrical signal V ( Figure 2-A) which is applied to a comparator circuit 18 in which V a ⁇ non ⁇ . is compared with a threshold voltage v S a ⁇ rt ⁇ n -t- to determine the sign of V a ⁇ nont with respect to this threshold.
  • the value of the threshold v S a ⁇ non t depends on the characteristics of the probe and corresponds to the tilting voltage of the probe when the stoichiometric conditions are met.
  • the output terminal of the comparator circuit 18, which provides a binary signal 1 or 0, is connected to the input terminal of a first correction regulator 20 for richness regulation which is of the proportional type of gain P and integral of gain I
  • the corrector circuit 20 supplies a signal KCL which has the form represented by the diagram of FIG. 2-B. It is this signal KCL which is supplied to the computer 12 to control the quantity of fuel to be injected.
  • KCL which has the form represented by the diagram of FIG. 2-B. It is this signal KCL which is supplied to the computer 12 to control the quantity of fuel to be injected.
  • This circuit 24 essentially consists of a comparator 28 to which the signal v ava ⁇ and a so-called reference signal VCa., v ,, al ! and a third corrector circuit 30 to which the signal (V downstream - VC downstream ) supplied by the comparator circuit 28 is applied.
  • the third corrector circuit 30 is for example of the proportional and integral type and supplies the signal KRICH which is applied to the second correction circuit 22.
  • the second corrector circuit 22 can introduce the KRICH correction in different ways, one of which will be explained in relation to the time diagrams of FIGS. 3-A and 3-B. These diagrams are plots of the KCL signal as modified by the second corrector circuit 22, the modified KCL signal being called KCL. ,,.
  • the signal KRICH is applied during the lean-to-rich transitions which are detected by the first probe, which corresponds to the falling edge of the signal KCL.
  • KRICH> 0 enrichment
  • the plot of KCL ⁇ is that of figure 3-A while in the case where KRICH ⁇ 0 (depletion), the plot of KCL ⁇ is that of figure 3-B .
  • the device for diagnosing the state of the probe 16 comprises the elements represented inside the rectangle 40 of the diagram in FIG. 1. It is a filter 32 to which the output signal KRICH of the correcting circuit is applied. 24 of the second loop as well as a calculation circuit 34 of the average period T m of the signal v amcm t of - The upstream probe 16.
  • the output terminals of the filter 32 and of the calculation circuit 34 are connected to a logic circuit 36 which determine the good or bad state of the probe 16 as a function of the output signal KRICHp of the filter 32 and of the value T m of the mean period of the signal v am ⁇ nf
  • the binary sig nal 1 or O of the good or bad state of probe 16 appears on the DIAG output terminal of logic circuit 36.
  • the information which is provided by the computer 12 is as follows:
  • Circuits 32 and 34 process the information listed above and only allow filtering and calculation of T m if the following conditions are met simultaneously:
  • REG min and REG ma ⁇ being respectively the minimum and maximum values of the engine speed REG between which the diagnosis can be carried out;
  • P m i n and p max being respectively the minimum and maximum values of the pressure P of the inlet manifold between which the diagnosis can be carried out.
  • the filtering 32 performs the calculation of the filtered richness correction KRICHp according to the algorithm of FIG. 4. This calculation (step 42) is only carried out if the conditions listed above are fulfilled (step 44) and, in this case, the average wealth KRICHp is given by:
  • KRICHp KRICHp + K (KRICH - KRICHp) with K a filtering factor between 0 and 1.
  • the calculation circuit 34 performs the calculation of the average period T m according to the algorithm of FIG. 5. This calculation is only carried out if the conditions listed above are met (step 50). This calculation of the mean period T ⁇ is to count the transitions of the voltage V upstream of a value below the threshold vs. upstream ⁇ a vaj - eur upper threshold for a certain time interval T D and dividing the interval T D by the number N of transitions that have been detected.
  • the algorithm for calculating the average period T of the first loop is represented by the diagram in FIG. 5.
  • the first step (50) consists in checking whether the diagnostic conditions listed above are fulfilled. If the answer is "YES”, the step of counting 52 of the time T is started, that is to say that the calculation of the average period T_ begins.
  • step 54 the old state STATE A of the probe corresponding to v upstream ⁇ vs upstream
  • the counter for the duration T D of the diagnosis is increased by the value T of the counter 52.
  • the next step 68 resets the counter 52 to zero for a new measurement T of the current period.
  • STATE A 1 so that the condition of step 56 is not fulfilled, in which case the steps of the algorithm are repeated.
  • the logic circuit 36 performs the steps of the algorithm of FIG. 7 so as to compare the value of KRICHp with values which have been determined to be limit values beyond which the probe is considered to be defective and this for a value determined T m of the mean period.
  • These limit values called KRICH ma ⁇ for an excessively high richness and KRICH- j ⁇ for an excessive impoverishment, are determined by a calibration using a series of probes whose aging characteristics are known. This calibration makes it possible to plot the KRICH ⁇ na ⁇ and KRICH m ⁇ n curves as a function of the period T m (FIG. 6), curves which can be stored in the form of two cartographic tables or a single table combining the two.
  • the cartographic tables can be produced by memories which are addressed by the value of T m , and the values read are KRICrL and KRI ⁇ L j . ⁇ For the value of T m (FIG. 6).
  • the diagnosis is complete (step 94) and a new diagnosis can be launched to obtain a new value of KRICHp and of T m .
  • KRICH ' max , KRICH' min and T ' ma ⁇ it is possible to limit oneself to choosing fixed thresholds for KRICH ' max , KRICH' min and T ' ma ⁇ and it is therefore no longer necessary to have two cartographic tables.
  • the value of KRICHp is compared with the two selected thresholds while the value T m of the average value is compared with the threshold T ' a ⁇ . If KRICHp is greater than KRICH ' ma ⁇ , or less than KRICH' m ⁇ n or greater than T'_ a ⁇ , the probe is considered to be defective. Otherwise, the probe is considered good.
  • the algorithm of FIG. 7 can be implemented in the form of software or in that of electronic circuits in which the comparison steps 80, 82 and 84 would be performed by number comparators.

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Abstract

L'invention concerne les moteurs à combustion interne du type à injection et comportant un pot d'échappement catalytique précédé d'une sonde non-linéaire. L'invention réside dans un dispositif et procédé pour diagnostiquer l'état de la sonde amount (16) à l'aide du signal (Vaval) fourni par une deuxième sonde non-linéaire (26) disposée en aval du pot catalytique (14). A cet effet, le signal de la sonde aval (26) est traité pour fournir un signal (KRICH) qui est filtré (32) pour obtenir un signal (KRICHF); ce dernier est comparé (40) avec des valeurs maximale et minimale à l'intérieur desquelles la sonde amont est considérée comme correcte et défectueuse au-delà. L'invention est applicable aux moteurs à injection et à pot catalytique équipés de sondes amont et aval du type non-linéaire.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE DIAGNOSTIC DE L'ETAT D'UNE SONDE DISPOSEE EN AMONT DU POT CATALYTIQUE.
L'invention concerne les moteurs à combustion interne du type à injection et comportant un pot d'échappement catalytique précédé d'une sonde et, plus particulièrement dans de tels moteurs, un dispositif et un procédé pour diagnostiquer l'état de la sonde disposée en amont du pot catalytique.
Il est connu d'utiliser des systèmes pour modifier la quantité du carburant qui est injectée dans un moteur en fonction de la composition des gaz d'échappement et, plus particulièrement, de la teneur en oxygène de ces gaz. A cet effet, la teneur en oxygène est mesurée à l'aide d'une sonde non linéaire dite sonde "lambda" ou sonde EGO, EGO étant l'acronyme anglo-saxon pour "Exhaust Gas Oxygen". Une telle sonde est disposée en amont du pot d'échappement catalytique et le signal fourni par cette sonde sert à modifier la quantité de carburant qui est injectée dans les cylindres du moteur par l'intermédiaire d'une première boucle de contre- réaction. Pour cette raison, cette sonde est aussi appelée sonde de régulation de richesse.
Il est clair que le mauvais état de cette sonde conduit à un mauvais fonctionnement du moteur et du pot catalytique, ce qui induit des émissions de polluants à des valeurs anormalement élevées. Il est donc important de déterminer l'état de cette sonde à tout moment de manière à diagnostiquer son mauvais fonctionnement lorsque son état s'est détérioré au-delà de certaines limites. Les solutions actuelles de diagnostic de l'état de la sonde amont consistent à analyser le comportement de la sonde en réponse à des excitations de richesse en boucle ouverte ou en boucle fermée et à surveiller les paramètres suivants :
- la tension minimale fournie par la sonde : si elle est trop élevée, il y a défaut ;
- la tension maximale fournie par la sonde : si elle est trop faible, il y a défaut ;
- le temps de basculement pauvre-riche : s'il est trop long, il y a défaut ; - le temps de basculement riche-pauvre : s'il est trop long, il y a défaut ;
- la période du signal fourni par la sonde en boucle fermée : si elle est trop longue, il y a défaut.
Le diagnostic consiste alors à déclarer la panne de la sonde si un ou plusieurs défauts sont détectés.
Un tel procédé de diagnostic est basé sur l'analyse du comportement de la sonde pour en déduire un état de la sonde en présumant des modes de dégradation. Par exemple, une sonde âgée a une dynamique de tension réduite et/ou des temps de basculement allongés.
L'inconvénient d'un tel procédé de diagnostic est qu'il n'existe pas de bijection parfaite entre ces mesures et les émissions de polluants.
En outre, la calibration des seuils de détection des défauts s'avère très délicate et nécessite :
- une connaissance parfaite des modes de vieillissement des sondes,
- de nombreux essais pour établir un lien entre les dégradations mesurées des paramètres et leurs effets sur les émissions de polluants.
Par ailleurs, il n'est pas possible de garantir dans tous les cas la fiabilité du diagnostic. Par exemple, une sonde à dynamique en tension réduite peut s'avérer bonne vis-à-vis de l'émission de polluants si seule cette caractéristique est affectée.
Un but de la présente invention est donc de mettre en oeuvre un dispositif et un procédé de diagnostic de l'état d'une sonde disposée en amont d'un pot catalytique associé à un moteur à combustion interne du type à injection qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus énumérés des dispositifs et procédés de l'art antérieur. Un autre but de la présente invention est aussi de mettre en oeuvre un dispositif et un procédé de diagnostic de l'état d'une sonde amont qui ne fait pas appel à des mesures des caractéristiques intrinsèques de la sonde. Le procédé de l'invention est basé sur la surveillance des caractéristiques du bouclage de richesse qui ont une influence sur les émissions de polluants, à savoir, la période moyenne et la richesse moyenne du bouclage. De cette manière, l'état de la sonde amont est évalué à partir des effets qu'elle produit sur le bouclage de richesse, c'est-à-dire sur les émissions de polluants, et non pas à partir de ses caractéristiques propres. Les effets de l'état de la sonde amont sont susceptibles d'engendrer des émissions de polluants par dépassement des limites de la "fenêtre" de bon fonctionnement du pot catalytique, ce dépassement étant dû à la dérive de la richesse moyenne de fonctionnement et/ou à la période moyenne de la boucle de richesse qui devient trop longue. Pour détecter la dérive de la richesse moyenne de fonctionnement, l'invention propose de mettre en oeuvre une deuxième sonde non-linéaire qui est disposée en aval du pot catalytique et qui fait partie intégrante d'une deuxième boucle de contre-réaction grâce à laquelle la tension de sortie v avaι de la deuxième sonde, dite sonde aval, est asservie à une tension de consigne VCava^ correspondant au centre de la fenêtre de bon fonctionnement du pot catalytique. Le signal qui est fourni par cette boucle est utilisé pour modifier le signal de la première boucle de contre-réaction comprenant la sonde amont.
Un tel système d'asservissement de la richesse à double boucle de commande est décrit dans la demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse et intitulée : "SYSTEME ET PROCEDE DE DOUBLE BOUCLE DE COMMANDE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE" .
L'invention concerne un dispositif de diagnostic de l'état d'une sonde non linéaire disposée en amont d'un pot catalytique associé à un moteur à combustion interne du type à injection commandée par un ordinateur électronique, ledit moteur comprenant une première boucle de commande, incluant ladite sonde non linéaire, pour fournir à l'ordinateur un premier signal de correction KCL de la quantité de carburant injectée et une deuxième boucle de commande, incluant une deuxième sonde non linéaire disposée en aval dudit pot catalytique pour fournir un deuxième signal de correction KRICH de la quantité de carburant injectée, ledit dispositif de diagnostic étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un circuit de filtrage auquel est appliqué le deuxième signal de correction KRICH pour fournir un signal filtré KRICHp, - un circuit de mesure auquel est appliqué le signal de sortie V t de la sonde amont pour déterminer la valeur moyenne T de la période de correction de la première boucle de commande, et - un circuit logique pour déterminer l'état DIAG bon ou défectueux de la sonde amont en fonction des valeurs du signal filtré KRICHp et de la période moyenne Tm.
Dans une forme de réalisation de l'invention, le circuit logique détermine que la sonde amont est défectueuse si le signal filtré est supérieur à une valeur maximale ou inférieur à une valeur minimale ou encore si la période moyenne est supérieure à une valeur maximale. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les valeurs maximales et minimales du signal filtré KRICHp sont déterminées par calibration en fonction de la valeur de la période moyenne et sont enregistrées dans une mémoire. Cette mémoire est adressée par la valeur de la période moyenne pour fournir les valeurs maximale et minimale auxquelles est comparée la valeur du signal filtré.
L'invention concerne également un procédé qui comprend les étapes suivantes : - filtrage du deuxième signal de correction KRICH pour obtenir un signal filtré KRICHp,
- calcul de la valeur moyenne Tm de la période du signal de sortie Vamont de la sonde amont,
- comparaison dudit signal filtré KRICHp à deux valeurs maximale KRICHmaχ et minimale KRICHm^n pour déterminer l'état DIAG correct ou défectueux de ladite sonde amont selon que le signal filtré KRICHp est respectivement à l'intérieur des limites définies par les valeurs maximale et minimale ou à l'extérieur desdites limites pour la valeur de la période moyenne τm- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de double boucle de commande de richesse auquel s'applique l'invention ;
- les figures 2-A et 2-B sont des diagrammes montrant comment s'effectue la correction de richesse avec une seule boucle de contre-réaction comportant une sonde en amont du pot catalytique ; - les figures 3-A et 3-B sont des diagrammes montrant une manière de corriger la richesse en utilisant une deuxième boucle de contre-réaction comportant une sonde en aval du pot catalytique ;
- la figure 4 est un diagramme montrant la manière de filtrer le signal de correction KRICH pour obtenir un signal filtré KRICHp ;
- la figure 5 est un diagramme montrant un algorithme de calcul de la période moyenne du signal de la sonde amont ; - la figure 6 est un diagramme montrant les courbes qui déterminent les zones de fonctionnement correct ou défectueux de la sonde amont, et
- la figure 7 est un diagramme montrant un algorithme de décision pour déterminer l'état de la sonde amont. Sur la figure 1, un moteur à combustion interne 10 est commandé, de manière connue, par un ordinateur électronique 12. Les gaz d'échappement de ce moteur sont filtrés par un pot d'échappement 14 de type catalytique, duquel ils s'échappent vers l'air libre. Une première sonde 16 est disposée à l'entrée du pot d'échappement et mesure la teneur de l'un des composants principaux des gaz d'échappement, ce composant étant habituellement l'oxygène. Cette sonde est du type non linéaire et est souvent appelée, comme indiqué ci-dessus, sonde "lambda" ou sonde EGO. Cette sonde fournit sur sa borne de sortie un signal électrique Vamont (Figure 2-A) qui est appliqué à un circuit comparateur 18 dans lequel Vaτnon^. est comparé à une tension de seuil vSaιrtθn-t- pour déterminer le signe de Vaιnont par rapport à ce seuil.
La valeur du seuil vSaιnont dépend des caractéristiques de la sonde et correspond à la tension de basculement de la sonde lorsque les conditions de stoechiométrie sont remplies.
La borne de sortie du circuit comparateur 18, qui fournit un signal binaire 1 ou 0 , est connectée à la borne d'entrée d'un premier circuit correcteur 20 de régulation de richesse qui est du type proportionnel de gain P et intégral de gain I. Le circuit correcteur 20 fournit un signal KCL qui a la forme représentée par le diagramme de la figure 2-B. C'est ce signal KCL qui est fourni à l'ordinateur 12 pour commander la quantité de carburant à injecter. Ainsi, dès que v am0nt est inférieur à vs amont' ce a signifie que le mélange est pauvre en carburant et qu'il faut augmenter la quantité de carburant. C'est ce qui est réalisé par le saut +P (Figure 2-B) suivi d'une pente positive de valeur I jusqu'au moment où Vamont dépasse VSamont, ce qui signifie que le mélange devient riche en carburant et qu'il faut en diminuer la quantité. Ceci est réalisé par un saut -P suivi d'une pente négative de valeur I. La valeur de correction KCL, fournie par le circuit correcteur 20, est modifiée par un deuxième circuit correcteur 22, qui introduit un terme correcteur KRICH, avant d'être appliquée à l'ordinateur 12. Ce terme correcteur KRICH est déterminé par un circuit 24 à partir d' un signal de sortie Vaval d'une deuxième sonde lambda 26 qui est disposée à la sortie du pot d'échappement catalytique 14. Ce circuit 24 est essentiellement constitué d'un comparateur 28 auquel sont appliqués le signal v ava^ et un signal dit de consigne VCa.,v,,al! et d'un troisième circuit correcteur 30 auquel est appliqué le signal (Vaval - VCaval) fourni par le circuit comparateur 28. Le troisième circuit correcteur 30 est par exemple du type proportionnel et intégral et fournit le signal KRICH qui est appliqué au deuxième circuit correcteur 22.
Le deuxième circuit correcteur 22 peut introduire la correction KRICH de différentes manières dont l'une sera expliquée en relation avec les diagrammes temporels des figures 3-A et 3-B. Ces diagrammes sont des tracés du signal KCL tel que modifié par le deuxième circuit correcteur 22, le signal KCL modifié étant appelé KCL.,,.
Selon les diagrammes des figures 3-A et 3-B, le signal KRICH est appliqué lors des transitions pauvre-riche qui sont détectées par la première sonde, ce qui correspond au flanc descendant du signal KCL. Dans le cas où KRICH > 0 (enrichissement) , le tracé de KCL^ est celui de la figure 3-A tandis que dans le cas où KRICH < 0 (appauvrissement) , le tracé de KCL^ est celui de la figure 3-B.
Le dispositif de diagnostic de l'état de la sonde 16 comprend les éléments représentés à l'intérieur du rectangle 40 du schéma de la figure 1. Il s'agit d'un filtre 32 auquel est appliqué le signal de sortie KRICH du circuit correcteur 24 de la deuxième boucle ainsi qu'un circuit de calcul 34 de la période moyenne Tm du signal v amcmt de -La sonde amont 16. Les bornes de sortie du filtre 32 et du circuit de calcul 34 sont connectées à un circuit logique 36 qui déterminent l'état bon ou mauvais de la sonde 16 en fonction du signal de sortie KRICHp du filtre 32 et de la valeur Tm de la période moyenne du signal v amθnf Le signal binaire 1 ou O de l'état bon ou mauvais de la sonde 16 apparaît sur la borne de sortie DIAG du circuit logique 36.
Les informations qui sont fournies par l'ordinateur 12 sont les suivantes :
- le régime moteur REG, - la pression du collecteur d'entrée P,
- l'état de la première boucle : actif ou non,
- l'état de la deuxième boucle : actif ou non.
Les circuits 32 et 34 traitent les informations énumérées ci-dessus et n'autorisent le filtrage et le calcul de Tm que si les conditions suivantes sont remplies simultanément :
" REGmin < REG < REGmax
- Pmi•n < P r < Prmax
Première boucle à l'état actif, - Deuxième boucle à l'état actif,
REGmin et REGmaχ étant respectivement les valeurs minimale et maximale du régime moteur REG entre lesquelles le diagnostic peut être effectué ; Pmin et pmax étant respectivement les valeurs minimale et maximale de la pression P du collecteur d'entrée entre lesquelles le diagnostic peut être effectué. Le filtrage 32 réalise le calcul de la correction de richesse filtrée KRICHp selon l'algorithme de la figure 4. Ce calcul (étape 42) n'est effectué que si les conditions énumérées ci-dessus sont remplies (étape 44) et, dans ce cas, la richesse moyenne KRICHp est donnée par :
KRICHp = KRICHp + K(KRICH - KRICHp) avec K un facteur de filtrage compris entre 0 et 1. Le circuit de calcul 34 réalise le calcul de la période moyenne Tm selon l'algorithme de la figure 5. Ce calcul n'est effectué que si les conditions énumérées ci- dessus sont remplies (étape 50) . Ce calcul de la période moyenne T^ consiste à compter les transitions de la tension Vamont d'une valeur inférieure au seuil vsamont ^ une vaj-eur supérieure au seuil pendant un certain intervalle de temps TD et à diviser cet intervalle TD par le nombre N de transitions qui ont été détectées.
L'algorithme de calcul de la période moyenne T de la première boucle est représenté par le diagramme de la figure 5. La première étape (50) consiste à vérifier si les conditions de diagnostic énumérées ci-dessus sont remplies. Si la réponse est "OUI", l'étape de comptage 52 du temps T est démarré, c'est-à-dire que le calcul de la période moyenne T_ commence. Dès que vamont > vsaraont (étape 54) et que l'état ancien ETATA de la sonde correspondant à vamont < vsamont (ETATA = 0) , l'étape 58 consiste à mémoriser ce nouvel état de la sonde par ETATA = 1. L'étape suivante 60 consiste à vérifier si une transition (TRANS = 1) a été déjà détectée auparavant ; en cas de réponse positive, cela signifie qu'une période s'est écoulée et le comptage 62 du nombre N de périodes est augmenté d'une unité. Par la même occasion, le compteur de la durée TD du diagnostic est augmenté de la valeur T du compteur 52. Le calcul 66 de la période moyenne Tm = TD/N est alors effectué avec les nouvelles valeurs de N et TD. L'étape suivante 68 remet à zéro le compteur 52 pour une nouvelle mesure T de la période en cours. Pour que le calcul exposé ci-dessus puisse s'effectuer correctement, il faut que les états suivants soient présents : TRANS = 0, ETATA = 1 et T = 0, ce qui est réalisé par les étapes 72, 74 et 76 en cascade qui sont initialisées par la vérification (étape 50) que les conditions de diagnostic ne sont pas remplies, ce qui est toujours le cas au démarrage du moteur. Ainsi, pour la première mesure de la période, le compteur 52 est à la valeur 0 mais comme ETAT» = 1, le calcul ne peut commencer tant que cet état ne passe pas à ETATA = 0 de manière à être certain de détecter une transition dans le sens voulu. Ceci est obtenu par la détection que v aιrιont < vsamont' aut3uel cas on passe à ETATA = 0 (étape 78) .
Au démarrage, TRANS = 0 de sorte que la condition de l'étape 60 n'est pas remplie et il ne peut pas y avoir de calcul de la période. S'il n'en est rien, l'étape 70 impose TRANS = 1, ce qui remet à zéro le compteur 52 par l'étape 68 et un nouveau comptage de T peut commencer. Au démarrage, ETATA = 1 de sorte que la condition de l'étape 56 n'est pas remplie, auquel cas les étapes de l'algorithme sont recommencées.
Le circuit logique 36 réalise les étapes de l'algorithme de la figure 7 de manière à comparer la valeur de KRICHp à des valeurs qui ont été déterminées comme étant des valeurs limites au-delà desquelles la sonde est considérée comme défectueuse et ceci pour une valeur déterminée Tm de la période moyenne. Ces valeurs limites, appelées KRICHmaχ pour une richesse trop élevée et KRICH-j^ pour un appauvrissement trop important, sont déterminées par une calibration en utilisant une série de sondes dont on connaît les caractéristiques de vieillissement. Cette calibration permet de tracer les courbes KRICHτnaχ et KRICHm^n en fonction de la période Tm (figure 6) , courbes qui peuvent être mémorisées sous la forme de deux tables cartographiques ou d'une seule table regroupant les deux. Ces tables cartographiques peuvent être réalisées par des mémoires qui sont adressées par la valeur de Tm, et les valeurs lues sont KRICrL et KRIŒLj.^ pour la valeur de Tm (figure 6) . La première étape 80 de l'algorithme de diagnostic consiste à comparer la durée TD du calcul de la période T-JJ à une durée minimale TDιn:£n au-dessous de laquelle un diagnostic ne serait pas fiable. Si TD > TDm^n, l'étape suivante 82 consiste à comparer KRICHp à une valeur KRICHιnaχ qui est lue dans la table cartographique 88 donnant KRICH_aχ = SfT-..) . Cette table est adressée par la valeur de Tm pour donner une valeur de KRICHjnaχ qui est comparée à KRICHp. Si la condition n'est pas vérifiée, la sonde est considérée comme défectueuse (étape 92) .
Si la condition est vérifiée, l'étape suivante 84 est de comparer KRICHp à la valeur de KRICH^^ pour T^ telle que lue dans la table 86 dans laquelle sont enregistrées les valeurs de la courbe S(Tm). Si la condition KRICH > KRICH ^ n'est pas vérifiée, la sonde est considérée comme défectueuse (étape 92) avec DIAG = 0. Dans le cas contraire, la sonde est considérée comme correcte (étape 90) avec DIAG = 1.
Dès que la sonde est considérée comme correcte ou défectueuse, le diagnostic est terminé (étape 94) et un nouveau diagnostic peut être lancé pour obtenir une nouvelle valeur de KRICHp et de Tm. Avec les courbes de la figure 6 qui sont mises sous la forme de tables et en mettant en oeuvre l'algorithme de la figure 7, les sondes qui sont considérées comme mauvaises (DIAG = 0) sont dans la partie hachurée à l'extérieur des deux courbes, les sondes qui sont considérées comme bonnes (DIAG = 1) correspondent à la surface à l'intérieur des courbes.
Au lieu des deux courbes de la figure 6, il est possible de se limiter à choisir des seuils fixes pour KRICH'max, KRICH'min et T'maχ et il n'est donc plus nécessaire d'avoir deux tables cartographiques. Dans ce cas simplifié, la valeur de KRICHp est comparée aux deux seuils choisis tandis que la valeur Tm de la valeur moyenne est comparée au seuil T' aχ. Si KRICHp est supérieure à KRICH'maχ, ou inférieure à KRICH'm^n ou supérieure à T'_aχ, la sonde est considérée comme défectueuse. Dans le cas contraire, la sonde est considérée comme bonne. L'algorithme de la figure 7 peut être réalisé sous la forme d'un logiciel ou sous celle de circuits électroniques dans lesquels les étapes de comparaison 80, 82 et 84 seraient réalisées par des comparateurs de nombres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de diagnostic de l'état d'une sonde non linéaire (16) disposée en amont d'un pot catalytique (14) associé à un moteur à combustion interne (10) du type à injection commandée par un ordinateur électronique (12) , ledit moteur comprenant une première boucle de commande, incluant ladite sonde non linéaire (16) , pour fournir à l'ordinateur (12) un premier signal de correction (KCL) de la quantité de carburant injectée et une deuxième boucle de commande, incluant une deuxième sonde non linéaire (26) disposée en aval dudit pot catalytique (14) pour fournir un deuxième signal de correction (KRICH) de la quantité de carburant injectée, ledit dispositif de diagnostic étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un circuit de filtrage (32) auquel est appliqué le deuxième signal de correction (KRICH) pour fournir un signal filtré (KRICHp) ,
- un circuit de mesure (34) auquel est appliqué le signal de sortie (v aιrιont) ^e ^a sonde amont pour déterminer la valeur moyenne (Tm) de la période de correction de la première boucle de commande, et
- un circuit logique (36) pour déterminer l'état (DIAG) bon ou défectueux de la sonde amont (16) en fonction des valeurs du signal filtré (KRICHp) et de la période moyenne (T_) .
2. Dispositif de diagnostic selon la revendication, caractérisé en ce que le circuit de filtrage (32) réalise un filtrage du premier ordre.
3. Dispositif de diagnostic selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de filtrage (32) est de type numérique.
4. Dispositif de diagnostic selon l'une des revendications précédentes 1 à 3 , caractérisé en ce que le circuit de calcul (34) de la valeur moyenne (Tm) de la période de correction de la première boucle de commande est du type numérique.
5. Dispositif de diagnostic selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit logique (36) comprend trois comparateurs qui comparent le premier la valeur du signal filtré (KRICHp) à une valeur maximale (KRICHιnaχ) dans un premier comparateur, le deuxième, la valeur du signal filtré (KRICHp) à une valeur minimale (KRICHιnin) et le troisième, la valeur de la période moyenne, à une valeur maximale Tmaχ, la sonde amont (16) étant considérée comme défectueuse lorsque la valeur du signal filtré (KRICHp) est supérieure à la valeur maximale (KRICHmaχ) ou inférieure à la valeur minimale (KRICHm£n) ou supérieure à la valeur maximale (Tmaχ) de la période moyenne.
6. Dispositif de diagnostic selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit logique (36) comprend au moins une table ou mémoire dans laquelle sont enregistrées les valeurs maximale (KRICHmaχ) et minimale (KRICHmin) du signal filtré (KRICHp) en fonction de la valeur de la période moyenne (T^) et deux comparateurs qui comparent le premier la valeur du signal filtré (KRICHp) à une valeur maximale (KRICHιnaχ) lue dans la table, et le deuxième la valeur du signal filtré (KRICHp) à une valeur minimale (KRICHm^n) lue dans la table, la lecture dans la table étant effectuée à l'aide de la période moyenne (Tm) .
7. Procédé de diagnostic de l'état d'une sonde non linéaire (16) disposée en amont d'un pot catalytique (14) associé à un moteur à combustion interne (10) du type à injection commandée par un ordinateur électronique (12), ledit moteur comprenant une première boucle de commande, incluant ladite sonde non linéaire (16) , pour fournir à l'ordinateur 12 un premier signal de correction (KCL) de la quantité de carburant injectée et une deuxième boucle de commande, incluant une deuxième sonde non linéaire (26) disposée en aval dudit pot catalytique (14) , pour fournir un deuxième signal de correction (KRICH) de la quantité de carburant injectée, ledit procédé de diagnostic étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- filtrage (32) du deuxième signal de correction (KRICH) pour obtenir un signal filtré (KRICHp) ,
- calcul (34) de la valeur moyenne (T^) de la période du signal de sortie (Vamont) de la sonde amont (16) ,
- comparaison dudit signal filtré (KRICHp) à deux valeurs maximale (KRICHmaχ) et minimale (KRICHm^n) pour déterminer l'état (DIAG) correct ou défectueux de ladite sonde amont (16) selon que le signal filtré (KRICHp) est respectivement à l'intérieur des limites définies par les valeurs maximale et minimale ou à l'extérieur desdites limites pour la valeur de la période moyenne (Tro) .
8. Procédé de diagnostic selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, les étapes suivantes : calibration pour déterminer les valeurs maximales (KRICHmaχ) et minimale (KRICHmin) pour une pluralité de valeurs de la période moyenne (Tm) , enregistrement desdites valeurs maximale et minimale ainsi que des valeurs de la période moyenne (Tm) danε une mémoire adressable par son contenu, et lecture de ladite mémoire à l'aide de la valeur moyenne (Tm) de la période pour obtenir les valeurs maximale (KRICHmaχ) et minimale (KRICHm^n) .
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