FR2682993A1 - Procede de surveillance de l'efficacite d'un pot catalytique de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne. - Google Patents
Procede de surveillance de l'efficacite d'un pot catalytique de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne. Download PDFInfo
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Abstract
Suivant l'invention, a) on dispose une sonde à oxygène (13) à signal de sortie commutant entre deux niveaux, dans le courant de gaz sortant du pot catalytique (11), b) on mesure, en régulation et en régime stabilisé, le temps d'injection propre à assurer la stœchiométrie du mélange air/carburant, c) on impose ensuite au temps d'injection, pendant un intervalle de temps (DELTAt) prédéterminé, une variation temporelle d'excursion symétrique prédéterminée en amplitude et en forme autour d'un temps d'injection de base choisi à partir du temps d'injection déterminé à l'étape b), d) on modifie progressivement et de manière monotone le temps d'ouverture de base utilisé au cours d'intervalles de temps successifs, de manière à passer par un centrage de l'excursion du temps d'ouverture sur celle de la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique, et, e) on tire de l'apparition éventuelle d'une oscillation de ce signal, une évaluation de l'efficacité du catalyseur. Application à des moyens de diagnostic embarqués dans un véhicule automobile.
Description
La présente invention est relative à un procédé de surveillance de l'efficacité d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation d'un mélange air/carburant d'alimentation du moteur et d'au moins un injecteur de carburant dont le temps d'ouverture est commandé par ce dispositif.
On équipe aujourd'hui couramment un véhicule automobile propulsé par un moteur à combustion interne d'un dispositif de régulation de la composition du mélange air/carburant d'alimentation du moteur et d'un pot catalytique disposé dans la ligne des gaz d'échappement du moteur pour réduire ou oxyder certains composants de ceux-ci en espèces chimiques moins nocives. Le pot catalytique est dit "trifonctionnel" quand il assure l'oxydation du monoxyde de carbone et des hydrocarbures imbrûlés ainsi que la réduction des oxydes d'azote, produits par la combustion du mélange air/carburant.A cet effet, le pot comprend, sur une matrice en céramique par exemple, conformée de manière à établir une surface d'échange maximum avec les gaz d'echappement, un revêtement comprenant un métal catalyseur d'oxydation tel que le platine par exemple, un métal catalyseur de réduction tel que le rhodium par exemple et un métal stockeur d'oxygène tel que le cérium.
Ce revêtement se dégrade avec le temps sous l'effet de "poisons" ou d'agressions telles que par exemple des combustions d'hydrocarbures imbrûlés dans le pot catalytique à la suite de ratés d'allumage du moteur. La surface active du revêtement diminue alors ce qui abaisse l'efficacité globale du pot catalytique.
Des normes anti-pollution de plus en plus sévères prévoient maintenant que les véhicules automobiles soient équipés de moyens embarqués de surveillance permanente de l'efficacité du pot catalytique, de manière qu'une dégradation de cette efficacité soit détectable et qu'il y soit porté remède avant que celle-ci ne s'abaisse en dessous d'un niveau minimum admissible.
Il est connu de mesurer l'efficacité d'un pot catalytique par son aptitude à stocker de l'oxygène. En effet, on a observé que la dégradation du métal stockeur d'oxygène suit celle des autres métaux utilisés dans le pot catalytique. Pour mesurer la capacité du pot à stocker de l'oxygène, on a proposé de disposer une sonde à oxygène en aval du pot et de déterminer, à partir du signal délivré par cette sonde, la capacité du pot à "lisser" par absorption/résorption d'oxygène, les fluctuations de la concentration en oxygène des gaz d'échappement.
On connaît à cet effet du document US-A-3.969.932 un procédé de surveillance de l'activité d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation de la composition du mélange air/carburant du moteur, qui consiste à disposer une sonde à oxygène à l'entrée du pot et une autre telle sonde à la sortie du pot, à provoquer un basculement des signaux de sortie des sondes à oxygène par une commutation de la richesse en carburant du mélange air/carburant d'alimentation du moteur, d'un niveau haut vers un niveau bas, et à mesurer le décalage temporel entre les basculements des deux sondes, ce décalage étant proportionnel à la quantité d'oxygène que le pot catalytique est capable de stocker. En effet, quand le mélange est riche en carburant il y a désaturation du stockeur d'oxygène.
Quand le mélange est ensuite réglé à un niveau "pauvre" il y a resaturation du stockeur d'oxygène, la durée de cette resaturation étant proportionnelle à la quantité d'oxygène que le stockeur d'oxygène est capable d'absorber. En comparant le décalage temporel des basculements des deux sondes à une valeur de seuil prédéterminée, on peut alors diagnostiquer un bon état du pot si le décalage est supérieur au seuil, un mauvais état dans le cas contraire.
Le procédé de surveillance décrit ci-dessus souffre cependant de deux inconvénients. D'une part la mesure de la valeur du décalage est rendu imprécise par le fait que les instants des transitions à observer sur les signaux de sortie des sondes à oxygène sont difficiles à déterminer avec précision. En outre, la forte transition de richesse à opérer dans la mise en oeuvre du procédé oblige le mélange air/carburant à s'écarter beaucoup de la stoechiométrie, ce qui est générateur de pollution atmosphérique.
La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de surveillance de l'efficacité d'un pot catalytique qui ne présente pas ces inconvénients.
La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé qui permette de réaliser une mesure de l'efficacité du pot catalytique.
On atteint ces buts de 1 invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de surveillance de 1 ' efficacité d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation d'un mélange air/carburant d'alimentation du moteur et d'au moins un injecteur de carburant dont le temps d'ouverture est commandé par ce dispositif, ce procédé étant remarquable en ce que a) on dispose une sonde à oxygène à signal de sortie commutant entre deux niveaux dans le courant de gaz sortant du pot catalytique, b) on mesure en régulation et en régime stabilisé, le temps d'ouverture d'injecteur propre à assurer la stoechiométrie du mélange air/carburant, c) on impose ensuite au temps d'ouverture pendant un intervalle de temps prédéterminé, une variation temporelle d'excursion symétrique prédéterminée en amplitude et en forme autour d'un temps d'ouverture de base choisi à partir du temps d'ouverture déterminé à l'étape b), d) on modifie progressivement et de manière monotone le temps d'ouverture de base utilisé au cours d'intervalles de temps successifs de manière à passer par un centrage de l'excursion du temps d'ouverture sur celle de la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique et e) on tire de l'apparition éventuelle d'une oscillation de ce signal, une évaluation de l'efficacité du catalyseur.
Pour détecter un pot catalytique défectueux, on fixe l'excursion et la fréquence de la variation temporelle du temps d'ouverture à des valeurs correspondant à une capacité minimum acceptable d'absorption d'oxygène par le pot catalytique et on diagnostique une capacité insuffisante du pot catalytique en cas d'apparition d'une oscillation dans le signal de sortie de la sonde à oxygène lors de la modification progressive du temps d'ouverture de base.
Suivant une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, pour mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique, on fixe l'amplitude et la fréquence de la variation temporelle du temps d'ouverture à une valeur inférieure à celle qui correspond à la capacité minimum acceptable d'absorption d'oxygène par le pot catalytique, on modifie progressivement le temps d'ouverture de base dans un sens propre à débloquer le signal et on tire de la variation observée du temps d'ouverture de base pour faire passer le signal de sortie de la sonde d'un blocage à un des niveaux à un blocage à l'autre niveau, une valeur de ce temps d'ouverture de base propre à centrer l'excursion de la quantité d'oxygène stockée qui est provoquée par l'excursion commandée du temps d'ouverture, sur la valeur moyenne de la quantité d'oxygène stockable dans le pot, et on fixe ensuite le temps d'ouverture de base à la valeur ainsi calculée.
Grâce à cette disposition comme on le verra dans la suite, on peut mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique à l'aide de l'amplitude de l'excursion du temps d'ouverture qui permet d'atteindre les limites de cette capacité.
D'autres caractéristiques et modes de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- la figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation du mélange air/carburant et d'un pot catalytique, le dispositif de régulation étant perfectionné par l'addition de moyens électroniques et de moyens logiciels conçus pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention,
- la figure 2 est un ensemble de graphes utiles à l'exposé du procédé suivant l'invention,
- la figure 3 est un ensemble de graphes utiles à la description d'un procédé de détection d'un pot catalytique défectueux, suivant l'invention,
- la figure 4 illustre un procédé de repérage des limites de la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique, préalable à la mesure de cette capacité, et
- la figure 4 représente différents graphes de variations temporelles du temps d'ouverture d'injecteur utilisables dans le procédé suivant l'invention pour mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot.
- la figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation du mélange air/carburant et d'un pot catalytique, le dispositif de régulation étant perfectionné par l'addition de moyens électroniques et de moyens logiciels conçus pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention,
- la figure 2 est un ensemble de graphes utiles à l'exposé du procédé suivant l'invention,
- la figure 3 est un ensemble de graphes utiles à la description d'un procédé de détection d'un pot catalytique défectueux, suivant l'invention,
- la figure 4 illustre un procédé de repérage des limites de la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique, préalable à la mesure de cette capacité, et
- la figure 4 représente différents graphes de variations temporelles du temps d'ouverture d'injecteur utilisables dans le procédé suivant l'invention pour mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot.
On se réfère tout d'abord brièvement à la figure 1 du dessin annexé pour décrire les moyens nécessaires à la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention. Sur cette figure, on a représenté un moteur à combustion interne 1 équipé d'un filtre à air 2, d'un conduit d'admission d'air 3 et d'un papillon 4 de réglage du débit d'air admis, en aval duquel se trouve un capteur 5 de pression d'admission
P qui délivre un signal à un calculateur 6. Un capteur 7 de régime N du moteur, fixé en regard d'un volant 8 de ce moteur, délivre un deuxième signal au calculateur. Celui-ci reçoit un troisième signal S1 délivré par une sonde à oxygène 9 placée dans la ligne 10 des gaz d'échappement du moteur, en amont d'un pot catalytique trifonctionnel 11.Le calculateur 6 comprend des moyens électroniques de traitement de signaux, de calcul et de mémoire nécessaires à la commande du temps d'ouverture ti, ou temps d'injection, d'un ou plusieurs injecteurs de carburant 12. Classiquement, l'ensemble constitue un dispositif de régulation en boucle fermée de ce temps d'injection, la boucle étant fermée par le signal S1 délivré par la sonde à oxygène 9. Tous les moyens décrits ci-dessus sont bien connus et n'exigent pas une description plus détaillée.
P qui délivre un signal à un calculateur 6. Un capteur 7 de régime N du moteur, fixé en regard d'un volant 8 de ce moteur, délivre un deuxième signal au calculateur. Celui-ci reçoit un troisième signal S1 délivré par une sonde à oxygène 9 placée dans la ligne 10 des gaz d'échappement du moteur, en amont d'un pot catalytique trifonctionnel 11.Le calculateur 6 comprend des moyens électroniques de traitement de signaux, de calcul et de mémoire nécessaires à la commande du temps d'ouverture ti, ou temps d'injection, d'un ou plusieurs injecteurs de carburant 12. Classiquement, l'ensemble constitue un dispositif de régulation en boucle fermée de ce temps d'injection, la boucle étant fermée par le signal S1 délivré par la sonde à oxygène 9. Tous les moyens décrits ci-dessus sont bien connus et n'exigent pas une description plus détaillée.
Pour la mise en oeuvre de la présente invention, on ajoute à ces moyens une deuxième sonde à oxygène 13, placée à la sortie du pot catalytique 11. Cette sonde est du type classique délivrant un signal S2 qui bascule entre deux niveaux quand la teneur en oxygène des gaz d'échappement passe par un seuil prédéterminé. Lorsqu'une telle sonde est placée en amont du pot catalytique, comme c'est le cas de la sonde 9, le seuil correspond à une composition des gaz d'échappement résultant de la combustion d'un mélange air/carburant rigoureusement stoechiométrique.
Le signal délivré par la sonde 13 est exploité par le calculateur 6 aux fins de la présente invention. A cet effet, le calculateur est chargé d'un logiciel spécifique propre à exécuter les diverses étapes du procédé suivant l'invention, telles que celles-ci vont être décrites maintenant en référence aux graphes des figures 2 à 4.
A la figure 2, on a représenté en A l'évolution dans le temps du signal de sortie S1 délivré par la sonde 9 placée en amont du pot catalytique 11, signal utilisé classiquement par le calculateur 6 pour réguler en boucle fermée le temps d'ouverture ti des injecteurs 12, ou temps d'injection. On a représenté en B la forme classique du signal délivré par le calculateur pour commander l'ouverture des injecteurs.
On a aussi représenté en C l'évolution temporelle de la quantité d'oxygène stockée dans le pot catalytique. On voit que cette évolution est sensiblement en phase avec celle du signal de sortie de la sonde 9 et du temps d'injection commandé par le calculateur. En effet, lorsque le mélange air/carburant est "pauvre", c'est-à-dire lorsque la richesse en carburant du mélange est inférieure à celle qui correspond à la stoechiométrie de ce mélange, le gaz d'échappement contient un excès d'air, et donc d'oxygène, détecté par la sonde 9 dont le signal de sortie S1 passe à un niveau bas smin. Parallèlement, le temps d'injection ti est progressivement accru par le calculateur pour rejoindre la stoechiométrie.Aussi longtemps cependant que le mélange sera pauvre, le gaz d'échappement contiendra un excès d'oxygène, cet excès d'oxygène étant absorbé par le stockeur d'oxygène du pot catalytique. Il est clair que la quantité d'oxygène contenue dans le pot catalytique s'accroît quand le mélange est pauvre, alors qu'elle décroît quand le mélange est riche, puisqu'alors l'oxydation des hydrocarbures imbrûlés et du monoxyde de carbone dans le pot catalytique oblige celui-ci à céder l'oxygène précédemment absorbé. Ces évolutions périodiques de la quantité d'oxygène stockée dans le pot peuvent être ainsi schématisées par des dents de scie, comme représenté en C à la figure 2.
Il s'agit, suivant la présente invention, d'évaluer la capacité de stockage en oxygène du pot catalytique, c'est-adire l'étendue de la variation de la quantité d'oxygène qui peut être contenue dans le pot, entre la quantité minimum 0min correspondant au point où le pot ne peut plus restituer d'oxygène et la quantité maximum Qma correspondant au point où le pot ne peut plus absorber d'oxygène. Pour qu'un pot puisse être déclaré en bon état, il faut en effet que l'aptitude du pot à fournir ou absorber de l'oxygène permette de suivre les variations de la composition des gaz d'échappement, afin que ne sorte du pot catalytique que des espèces chimiques non nocives.
Pour ce faire, suivant la présente invention, le calculateur 6 déclenche périodiquement des phases de test du pot catalytique. Après avoir mesuré en régime stabilisé du moteur la valeur tim du temps d'injection moyen tel qu'il est réglé par le calculateur en régulation en boucle fermée, le calculateur commande, à partir d'un instant t0 et pour un intervalle de temps prédéterminé At, une variation temporelle forcée, prédéterminée, du temps d'injection, évidemment en boucle ouverte.
Suivant une première mise en oeuvre de la présente invention, ce forçage peut prendre la forme d'une excursion symétrique de forme d'onde rectangulaire (figure 2,B), d'amplitude et de période prédéterminées, autour du temps d'injection moyen t. déterminé antérieurement. Ce forçage reagit évidemment sur l'excursion de la quantité d'oxygène stockée dans le pot. Deux situations différentes peuvent alors être observées.
L'excursion forcée du temps d'injection peut être insuffisante pour que les limites inférieure et supérieure de la quantité d'oxygène stockable dans le pot soient atteintes. Cette situation est illustrée par le graphe C de la figure 2. Dans ce cas, le signal de sortie de la sonde aval 13 reste bloqué à son niveau maximum, comme représenté en D.
Si au contraire, par suite d'une dégradation du pot catalytique par exemple, l'excursion forcée du temps d'injection est suffisante pour que l'excursion corrélative de la quantité d'oxygène stockée dans le pot soit limitée par la capacité de stockage réduite du pot du fait de sa dégradation, situation illustrée en E à la figure 2 où les seuils Qmax et Qmin sont moins écartés que sur le graphe C de la même figure, le signal délivré par la sonde aval 13 bascule à chaque franchissement des seuils Qmin et Omax de la capacité de stockage en oxygène du pot, comme représenté en
F de la figure 2.
F de la figure 2.
En effet, pendant la phase de la variation forcée du temps d'injection qui correspond à un mélange pauvre en carburant, donc riche en oxygène, le stockeur d'oxygène se charge en oxygène. Lorsque la quantité maximale Qmax vient à être dépassée (voir instant t1 en E, figure 2), les gaz d'échappement qui sortent du pot restent chargés en oxygène ce que signale la sonde 13 en basculant à son niveau bas correspondant à un mélange pauvre en carburant. Le même raisonnement s'applique en sens inverse quand on descend en dessous de la quantité minimum Qmin et il en résulte les oscillations du signal de sortie de la sonde 13 observées en
F à la figure 2.
F à la figure 2.
Ainsi, en ajustant correctement l'amplitude et la période de la variation forcée du temps d'injection autour d'un temps d'injection de base à un niveau correspondant à la capacité minimum de stockage d'oxygène dans un pot catalytique qui peut être considéré comme en bon état de fonctionnement, on peut déduire que celui-ci est défectueux si, lors d'un test de ce pot, des oscillations apparaissent sur le signal de sortie S2 de la sonde 13. Ce test peut être exécuté automatiquement et périodiquement par un logiciel spécifique mis en mémoire dans le calculateur 6, pour que le conducteur du véhicule soit prévenu immédiatement quand le pot catalytique n'est plus en mesure de jouer correctement son rôle. En variante, le test peut être exécuté au garage seulement, lors d'un entretien du véhicule.
Tel que décrit précédemment, le procédé suivant l'invention suppose que le temps d'injection moyen évalué en période de régulation est tel que des variations symétriques du temps d'injection autour de ce temps d'injection moyen permettent d'atteindre des limites symétriques Qmin et Qmax de la quantité d'oxygène stockable dans le pot catalytique. En effet, si le centrage de la variation forcée du temps d'injection n'est pas tel que décrit ci-dessus, on pourra ne provoquer alors le franchissement que de l'une des deux limites Qrnjn ou Qmax et le signal de sortie de la sonde restera fixé à l'un de ses deux niveaux possibles, sans que l'on puisse en tirer une conclusion sûre en ce qui concerne la capacité de stockage en oxygène du pot catalytique.
Suivant une première mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on surmonte cette difficulté en appliquant la procédure illustrée à la figure 3 (graphes A,B,E,F) qui, comme celle décrite en liaison avec la figure 2, commence par une mesure du temps d'injection moyen tim, en boucle fermée de régulation et en régime stabilisé (voir graphe B).
Pendant un premier intervalle de temps At1 on commande ensuite, en boucle ouverte, des variations forcées de ce temps d'ouverture autour de tim, d'excursion correspondant aux limites de la capacité de stockage en oxygène d'un pot catalytique considéré comme étant en bon état de fonctionnement. Si, comme représenté à la figure 3, cette excursion est décentrée de telle manière que seule la limite inférieure Qmin (voir graphe E) de la quantité d'oxygène stockable est atteinte, le signal de sortie S2 de la sonde à oxygène 13 (voir graphe F) se bloque pendant l'intervalle de temps At1 à son niveau haut (il reste de l'oxygène dans les gaz d'échappement, à la sortie du pot).Constatant ce blocage on modifie alors, pendant un intervalle de temps At2 suivant, le temps d'injection tib2 de base utilisé, dans un sens qui tend à débloquer le signal. Si alors, comme représenté, le signal de sortie de la sonde 13 se met à osciller, c'est que l'excursion forcée du temps d'injection provoque un dépassement des deux limites Qmin et Qmax de la quantité d'oxygène stockable dans le pot catalytique. On en déduit immédiatement que la variation (QQ) de cette quantité, soit la capacité actuelle du pot catalytique, est trop faible et que celui-ci est donc défectueux et doit être remplacé.
Si, au contraire, pendant l'intervalle de temps At2, les limites Qmin et Qmax ne sont pas atteintes, le signal de sortie S2 de la sonde 13 reste bloqué au niveau de départ cela signifie que le catalyseur est capable d'absorber la variation minimum de la quantité d'oxygène stockée définissant un catalyseur en bon état de fonctionnement, à condition que lors d'une phase ultérieure (intervalle de temps au3), le signal de sortie de la sonde 13 bascule d'un niveau à l'autre par suite d'un nouveau décalage, toujours dans le même sens, de la valeur tib3 du temps d'injection de base pris comme centre de l'excursion forcée du temps d'ouverture, l'amplitude de cette excursion restant la même dans toute la procédure. En effet c'est ce basculement, lors de At3, du signal S2 qui valide le passage intermédiaire lors de but,, de l'excursion du temps d'injection dans une zone qui ne permet pas d'atteindre les limites Qmin et Qmax de la quantité d'oxygène stockable dans le pot catalytique.
Ainsi, lors de l'évolution progressive et monotone du temps d'injection de base utilisé pendant des intervalles de temps successifs At1, hot2, ... dt,, ..., un pot catalytique en bon état de fonctionnement se signale par un basculement franc et unique du signal de sortie S2 de la sonde 13 alors qu'un catalyseur défectueux se signale par l'apparition, pendant un intervalle de temps intermédiaire tel que At2, d'une oscillation de ce signal.
Suivant une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, on peut non seulement comparer la capacité de stockage d'oxygène du pot à une valeur minimum prédéterminée, mais on peut aussi procéder à une mesure de la capacité réelle de stockage d'oxygène et donc de l'écart qui sépare l'état du pot d'un état limite, ce qui permet par exemple de procéder à une estimation de sa durée de vie utile encore disponible avant que sa dégradation n'atteigne un niveau inadmissible.
Suivant la présente invention, on fournit à cet effet une procédure de détection indirecte des limites Qmin et Qmax et de calcul du temps d'injection de base à utiliser dans le procédé suivant l'invention. Cette procédure est illustrée à la figure 4. Suivant celle-ci, dans le cas où une variation forcée selon l'invention du temps d'injection autour du temps d'injection moyen calculé pendant une phase de régime stabilisé avec régulation en boucle fermée de ce temps d'injection, ne provoque pas de basculement du signal de sortie de la sonde 13, on fait varier progressivement la valeur du temps d'injection de base pendant des phases
At A successives At1, hot,, At3 ... etc, dans un sens qui rapproche l'excursion du temps d'injection de celle qui est susceptible de provoquer un basculement du signal de sonde.
At A successives At1, hot,, At3 ... etc, dans un sens qui rapproche l'excursion du temps d'injection de celle qui est susceptible de provoquer un basculement du signal de sonde.
Dans le cas illustré en A à la figure 4, à titre d'exemple, on utilise une excursion du temps d'injection d'amplitude très inférieure à celle qui ferait osciller le signal de sortie de la sonde 13 si cette excursion était centrée comme celle représentée à la figure 2 (voir graphes C et F).
Pendant un premier intervalle de temps At1, seule la quantité maximum Qmax d'oxygène stocké peut être franchie. Le signal de sortie de la sonde 13 reste alors à son niveau bas. On abaisse alors la valeur du temps d'injection de base, avec la même excursion, pendant un intervalle de temps suivant At2. Aucun seuil n'étant alors franchi, le signal de sortie de la sonde 13 ne bouge pas. Si, comme représenté, pendant un intervalle de temps suivant At3, le seuil Qmin vient à être franchi, il y a basculement du signal de sortie de la sonde 13 à son niveau haut. Le calculateur peut alors, à partir des divers temps d'injection de base réglés pendant les trois intervalles de temps successifs At1, At2, At3, calculer un temps d'injection de base correspondant au centrage représenté à la figure 2.On pourra à titre d'exemple, prendre la moyenne arithmétique des temps d'injection de base réglés pendant les intervalles de temps extrêmes At1 et At3.
Ce temps d'injection de base étant alors acquis, on va décrire, en liaison avec la figure 4, deux types de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention qui permettent de mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot. Suivant une première mise en oeuvre représentée à la figure 5, A, on évalue d'abord classiquement le temps d'injection de base à utiliser, pendant une phase de régime stabilisé avec régulation en boucle fermée, comme décrit ci-dessus. Ce temps d'injection est ensuite éventuellement corrigé comme décrit en liaison avec la figure 4. On applique ensuite la variation forcée de temps d'injection suivant l'invention.
La variation forcée illustrée en A sur la figure 5 consiste en une excursion symétrique du temps d'injection autour du temps d'injection de base, l'amplitude de l'excursion croissant périodiquement comme représenté. Il est clair que cette croissance progressive de l'excursion va permettre d'atteindre les limites Qmin et Qmax de la quantité d'oxygène stockable dans le pot catalytique, comme représenté à la figure 2, E. Une oscillation du signal de sortie de la sonde 13 prévient alors le calculateur 6 que ces limites sont atteintes. Le calculateur tire alors de l'amplitude de l'excursion du temps d'injection atteinte à l'apparition des oscillations, une mesure de la variation (QmaxQmin) de la quantité d'oxygène stockable, c'est-à-dire la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique.
En variante, comme représenté à la figure 5,B, l'excursion forcée du temps d'injection pourrait être d'amplitude constante et de période croissante. C'est alors la valeur de la période atteinte au déclenchement des oscillations du signal de sortie de la sonde 13 qui permet de mesurer la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique.
Bien entendu, l'invention n' est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi les oscillations forcées du temps d'injection pourraient se développer dans le temps sous les formes d'onde autres que rectangulaires, telles que des formes d'onde triangulaires ou sinusoïdales, par exemple.
Claims (6)
1. Procédé de surveillance de l'efficacité d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de régulation d'un mélange air/carburant d'alimentation du moteur et d'au moins un injecteur de carburant dont le temps d'ouverture est commandé par ce dispositif, suivant lequel
a) on dispose une sonde à oxygène (13) à signal de sortie commutant entre deux niveaux, dans le courant de gaz sortant du pot catalytique (11),
b) on mesure, en régulation et en régime stabilisé, le temps d'ouverture d'injecteur propre à assurer la stoechiométrie du mélange air/carburant,
c) on impose ensuite au temps d'ouverture, pendant un intervalle de temps (At) prédéterminé, une variation temporelle d'excursion symétrique prédéterminée en amplitude et en forme autour d'un temps d'injection de base choisi à partir du temps d'injection déterminé à l'étape b),
d) on modifie progressivement et de manière monotone le temps d'ouverture de base utilisé au cours d'intervalles de temps (At1, At2, At3) successifs, de manière à passer par un centrage de l'excursion du temps d'ouverture sur celle de la capacité de stockage d'oxygène du pot catalytique, et,
e) on tire de l'apparition éventuelle d'une oscillation de ce signal, une évaluation de l'efficacité du catalyseur.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe l'excursion et la fréquence de la variation temporelle du temps d'ouverture à des valeurs correspondant à une capacité minimum acceptable d'absorption d'oxygène par le pot catalytique et on diagnostique une capacité insuffisante du pot catalytique en cas d'apparition d'une oscillation dans le signal de sortie de la sonde à oxygène lors de la modification progressive du temps d'ouverture de base.
3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on diagnostique un pot en bon état de fonctionnement en cas d'apparition d'un basculement unique du signal de sortie (S2) de la sonde à oxygène lors de la modification progressive du temps d'injection de base.
4. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe l'amplitude et la fréquence de la variation temporelle du temps d'ouverture à une valeur inférieure à celle qui correspond à la capacité minimum acceptable d'absorption d'oxygène par le pot catalytique, on modifie progressivement le temps d'ouverture de base dans un sens propre à débloquer le signal de sortie de la sonde (13) et on tire de la variation alors observée du temps d'ouverture de base pour faire passer le signal de sortie de la sonde (13) d'un blocage à un des niveaux à un blocage à l'autre niveau, une valeur de ce temps d'ouverture de base propre à centrer l'excursion de la quantité d'oxygène stockée qui est provoquée par l'excursion commandée du temps d'ouverture, sur la valeur moyenne de la quantité d'oxygène stockable dans le pot, et on fixe ensuite le temps d'ouverture de base à la valeur ainsi calculée.
5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fixe la période de la variation temporelle du temps d'ouverture autour du temps de base fixé, on fait croître constamment l'amplitude de cette variation et on déduit de l'amplitude atteinte par cette variation au moment où le signal de sortie de la sonde commence à osciller, une mesure de l'efficacité du pot catalytique.
6. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fixe l'amplitude de la variation temporelle du temps d'ouverture autour du temps de base fixé, on fait croître la période de cette variation et on déduit de la valeur atteinte par cette période au moment où le signal de sortie de la sonde commence à osciller, une mesure de l'efficacité du pot catalytique.
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