FR2916017A1 - Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede - Google Patents

Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede Download PDF

Info

Publication number
FR2916017A1
FR2916017A1 FR0755009A FR0755009A FR2916017A1 FR 2916017 A1 FR2916017 A1 FR 2916017A1 FR 0755009 A FR0755009 A FR 0755009A FR 0755009 A FR0755009 A FR 0755009A FR 2916017 A1 FR2916017 A1 FR 2916017A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
converter
catalytic converter
nitrogen oxides
amount
stored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0755009A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2916017B1 (fr
Inventor
Charlotte Lynch
Stephane Bourret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR0755009A priority Critical patent/FR2916017B1/fr
Priority to PCT/FR2008/050669 priority patent/WO2008142342A2/fr
Priority to EP08788185A priority patent/EP2145081A2/fr
Publication of FR2916017A1 publication Critical patent/FR2916017A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2916017B1 publication Critical patent/FR2916017B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de surveillance de l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique stockant les NOx d'un moteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de :- détermination de la quantité de réducteurs utilisés,- détermination de la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique,- établissement d'un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytiqueUn autre objet de l'invention concerne un moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procédé.

Description

i La présente invention concerne un procédé de surveillance de
l'efficacité d'un convertisseur catalytique stockant les NOx implanté dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne et plus particulièrement d'un moteur diesel, et un moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procédé.
Dans le domaine de l'automobile, il est bien connu d'utiliser des convertisseurs catalytiques stockant les NOx dans une ligne d'échappement d'un moteur diesel qui génère beaucoup d'oxydes d'azote du fait de son fonctionnement en mélange pauvre afin de piéger les oxydes d'azote et ainsi répondre aux normes en vigueur. On entend par mélange pauvre le fait que la combustion s'effectue avec un excès d'oxygène par rapport à la stoechiométrie. Ces convertisseurs catalytiques également appelés pièges à oxydes d'azote ou Noxtrap ou catalyseur 4 voies ou catalyseur 3 voies fonctionne suivant deux modes distincts, un mode pauvre de stockage et un mode riche au cours duquel le convertisseur est purgé.
En mode pauvre, le convertisseur catalytique stocke les oxydes d'azote dans différents compartiments. On notera que les convertisseurs catalytique stockant les NOx ont une capacité de stockage qui diminue au cours du temps. Lorsque le convertisseur catalytique a atteint sa capacité de stockage, il se purge. La purge se produit en mode riche, c'est-à-dire lorsqu'il y a un défaut d'oxygène par rapport à la stoechiométrie. Au cours de cette purge, des réducteurs, usuellement les hydrocarbures imbrûlés et le monoxyde de carbone, passent dans le convertisseur et réduisent les oxydes d'azote pour les libérer dans l'atmosphère sous forme de di-azote N2 et de dioxyde de carbone CO2. Par ailleurs, ces convertisseurs stockent également une faible quantité d'oxygène. Un des problèmes de ces convertisseurs catalytiques stockant les NOx est que la phase catalytique perd de son efficacité en vieillissant. En effet, le vieillissement du convertisseur catalytique se traduit généralement par une diminution du nombre de compartiments de stockage des oxydes d'azote et donc par une baisse d'efficacité de stockage et de traitement des oxydes d'azote, des hydrocarbures imbrûlés et du monoxyde de carbone.
Afin de s'assurer que les rejets des gaz d'échappement sont en permanence conforme aux normes en vigueur, il est usuel de surveiller l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'un moteur en établissant un diagnostic. C'est le cas par exemple de la demande de brevet FR 2 866 926 qui décrit un système de surveillance dans lequel on utilise une sonde de richesse À positionnée en aval d'un convertisseur catalytique stockant les NOx pour mesure la richesse des gaz d'échappement à cet endroit et en déduire un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur. Ce diagnostic est basé sur la mesure d'une durée utile de réduction des oxydes d'azote stockés, cette durée dépendant d'une tension fournie par la sonde lambda (À). On connaît, par ailleurs, la demande de brevet FR 2773 844 qui décrit un procédé et un dispositif pour le diagnostic d'un catalyseur de stockage d'oxydes d'azote. Le procédé consiste à augmenter et diminuer de manière répétée la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement en amont du catalyseur pour avoir l'image de cette variation dans le signal fourni par une sonde de gaz en aval du catalyseur et à saisir un premier déphasage entre une réduction de la concentration d'oxygène et une réaction consécutive de la sonde et un second déphasage entre une augmentation adjacente de la concentration en oxygène et une réaction suivante de la sonde, puis à déterminer la différence des déphasages et finalement à enregistrer un signal de défaut qui est émis si la différence des déphasages n'atteint pas un seuil prédéterminé. Tous ces systèmes de diagnostic présentent l'inconvénient d'être relativement onéreux et d'être difficile à mettre en oeuvre. L'un des buts de l'invention est donc de remédier à tous ces inconvénients en proposant un procédé et un système permettant de surveiller de façon robuste, fiable et peu onéreuse l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un procédé de surveillance de l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'un moteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de détermination de la quantité de réducteurs utilisés, de détermination de la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique, et d'établissement d'un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique.
De préférence, la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique est déterminée pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur et la quantité de réducteurs utilisés est déterminée pendant la purge du convertisseur catalytique.
Par ailleurs, l'étape d'établissement du diagnostic comporte au moins les étapes suivantes de calcul d'un critère de diagnostic en fonction de la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique, et de comparaison du critère de diagnostic par rapport à un une valeur seuil prédéterminée afin d'établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur.
De plus, la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique est déterminée à partir d'une mesure d'une part de la teneur en oxygène dans un gaz située en amont du convertisseur et d'autre part de la teneur en oxygène dans un gaz situé en aval du convertisseur.
La quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique est de la forme suivante : tI ( 1 1 Mred = Idebitgazx zo %,amont Xaval où tO et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé en aval dudit convertisseur.
De préférence, la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique est déterminée en calculant la masse d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur en fonction des caractéristiques du convertisseur catalytique, des températures issues du modèle thermique pour chaque réacteur individuel et du débit massique de gaz d'échappement du moteur.
Ledit critère de diagnostic est de la forme suivante : Mred c= MNOxstockes où MNOxstockés est la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique.
Un autre objet de l'invention concerne un moteur comportant un convertisseur catalytique stockant les NOx, une première et une seconde sonde positionnée en amont et respectivement en aval du convertisseur et aptes à délivrer un signal binaire ou proportionnel à une teneur en oxygène dans un gaz d'échappement ou des capteurs NOx en amont et en aval du convertisseur, et des moyens pour établir un diagnostic sur un état de fonctionnement dudit convertisseur, caractérisé en ce que les moyens sont agencés pour déterminer la quantité de réducteurs utilisés lors de la purge du système, déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique, et établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique. Lesdits moyens sont agencés pour déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur. Par ailleurs, les moyens sont agencés pour déterminer la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique. De préférence, les moyens sont agencés pour calculer un critère de diagnostic en fonction de la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique, puis comparer ledit critère de diagnostic par rapport à un une valeur seuil prédéterminée afin d'établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur. La quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique est de la forme suivante : tl ( 1 1 Mred = Jdebitgazx % zo amont %,aval ~ où tO et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé
en aval dudit convertisseur.
De plus, le critère de diagnostic est de la forme suivante : Mred c= MNOxstockés
où MNOxstockés est la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, du procédé de surveillance de l'efficacité d'un convertisseur catalytique stockant les NOx implanté dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne et d'un moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procédé conforme à
l'invention, à partir des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur selon un mode préféré de l'invention,
- la figure 2 est un organigramme des étapes du procédé suivant l'invention,
- la figure 3 est une illustration graphique des résultats des diagnostics suivant l'invention.
En référence à la figure 1, on a représenté un moteur 1 selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Ledit moteur 1 comporte classiquement un bloc moteur 2, une ligne
d'échappement 3 dans laquelle circule un gaz d'échappement émis par le bloc moteur 2, et des moyens de commande permettant de contrôler les performances du moteur.
Ledit bloc moteur 2 comporte notamment un collecteur d'admission 4 et d'échappement 5.
La ligne d'échappement 3 est notamment composée d'une part d'un turbocompresseur 6 muni d'une turbine 6a apte à entraîner un compresseur 6b et d'autre part d'un convertisseur catalytique 7 stockant les NOx. La turbine 6a du turbocompresseur 6 reçoit le gaz d'échappement sortant du collecteur d'échappement 5 et le compresseur 6b reçoit de l'air frais pour le comprimer et suralimenter le collecteur d'admission 4. Ledit air frais passe à travers un débitmètre 8 et un filtre à air non représenté sur la figure 1. Il est bien évident que la ligne d'échappement 3 peut comporter un système de recirculation du gaz d'échappement communément appelé EGR selon l'acronyme anglo-saxon Exhaust Gaz Recirculation sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Le convertisseur catalytique 7 stockant les NOx est alimenté par la sortie de la turbine 6a du turbocompresseur 6 de telle manière qu'il reçoive le gaz d'échappement qui sort de la turbine 6a après l'avoir entraîné en rotation.
Ce convertisseur catalytique 7 a pour fonction de piéger les oxydes d'azote (NOx) présents dans le gaz d'échappement. Ledit convertisseur catalytique 7 est classiquement constitué d'un monolithe à structure poreuse imprégnée d'une phase catalytique et présentant une grande surface de contact avec le gaz d'échappement.
Ledit monolithe peut également être un filtre à particules ou un catalyseur d'oxydation couplant le post-traitement du gaz par réduction des oxydes d'azote NOx à un post-traitement de particules d'hydrocarbures imbrûlés et de monoxydes de carbone. Par ailleurs, le moteur 1 comporte une sonde amont 9 positionnée sur la ligne d'échappement 3 en amont du convertisseur catalytique 7, c'est-à-dire entre la turbine 6a et le convertisseur catalytique 7, et de préférence à l'entrée dudit convertisseur 7, et délivrant une mesure Àamont de la teneur en oxygène dans le gaz d'échappement situé en amont dudit convertisseur 7. Ladite sonde amont 9 consiste de préférence dans une sonde du type proportionnelle délivrant un signal proportionnel à la teneur en oxygène qui est en contact avec un élément sensible composant ladite sonde 9.
Le moteur 1 comporte également une sonde aval 10 positionnée sur la ligne d'échappement 3 en aval du convertisseur catalytique 7, c'est-à- dire entre ledit convertisseur catalytique 7 et la sortie des gaz d'échappement, et de préférence à la sortie dudit convertisseur 7, et délivrant une mesure Àaval de la teneur en oxygène dans le gaz d'échappement situé en aval dudit convertisseur 7. Ladite sonde aval 10 consiste de préférence dans une sonde du type proportionnelle délivrant un signal proportionnel à la teneur en oxygène qui est en contact avec un élément sensible composant ladite sonde 10. Les sondes amont 9 et aval 10 peuvent consister dans des sondes du type binaire, c'est-à-dire des sondes délivrant un signal du type tout ou rien en fonction de la teneur en oxygène qui est en contact avec l'élément sensible de la sonde, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. On entend par tout ou rien le fait que le signal délivré par la sonde prend généralement deux valeurs parfaitement distinguables telles que 0 et 1 par exemple. Les sondes amont 9 et aval 10 peuvent encore consister en des capteurs NOx. Lesdites sondes amont 9 et aval 10 sont connectées à une unité de contrôle électronique 11 dite UCE éventuellement couplée à un calculateur non représenté sur la figure 1. Cette unité de contrôle électronique 11 est également connectée au débit mètre 20 8 et pilote le moteur 1 de manière bien connu en soi en mettant en oeuvre un procédé de commande approprié. Ladite unité de contrôle électronique 11 comporte également des moyens de surveillance de l'état de fonctionnement du convertisseur catalytique 7 et plus précisément des moyens pour établir un diagnostic sur un état de fonctionnement 25 dudit convertisseur 7. Lesdits moyens sont agencés pour déterminer la quantité de réducteurs utilisés dans le convertisseur 7, déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique, et établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes 30 d'azote stockées dans le convertisseur catalytique.
Plus précisément, lesdits moyens sont agencés pour déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur 7 et déterminer la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge dudit convertisseur catalytique 7.
Afin d'établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement dudit convertisseur 7, lesdits moyens sont agencés pour calculer un critère de diagnostic c en fonction de la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique 7 et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique 7 pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre, puis comparer ledit critère de
diagnostic c par rapport à un une valeur seuil prédéterminée.
La quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique 7 pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur 7 est de la forme suivante : ,I f 1 1 Mred = J debitgaz x zo ,amont ,aval où tO et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé en aval dudit convertisseur fournies par les sondes amont 9 et respectivement aval
10.
Ainsi, le critère de diagnostic c est de la forme suivante : Mred c= MNOxstockés
Où MNOxstockés estimée est la masse d'oxydes d'azote stockée lorsque le convertisseur catalytique 7 fonctionne en mode pauvre. MNOxstockés peut être issue d'un capteur ou d'un modèle.
Cette masse d'oxydes d'azote stockée lorsque le convertisseur catalytique 7 fonctionne en mode pauvre MNOxstockés est de préférence déterminée par modélisation.
Cette masse est par exemple déterminée en calculant la masse d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur 7 en fonction des caractéristiques du convertisseur catalytique 7, des températures issues du modèle thermique pour chaque réacteur individuel et du débit massique de gaz d'échappement du moteur comme il est décrit dans la demande de brevet français FR 2 856 741. Il va de soi que cette quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique 7 pourra être déterminée par tout autre moyen connu sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, comme il sera détaillé plus loin, si le critère de diagnostic c est inférieur à une valeur seuil déterminée, cela indique que ledit convertisseur 7 a atteint un degré de vieillissement important et qu'il présente des défaillances de fonctionnement. L'unité de contrôle électronique 11 pourra alors activer un voyant lumineux du tableau de bord pour prévenir le conducteur qu'une réparation est nécessaire. On décrira ci-après, en référence aux figures 1 à 3, le procédé de surveillance 15 de l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'un moteur suivant l'invention. En référence à la figure 3, le procédé comporte une première étape 100 dans laquelle le convertisseur catalytique 7 est en mode pauvre et stocke les oxydes d'azote dans différents compartiments. 20 Dans une étape 110, la masse des oxydes d'azote stockée est déterminée pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre aux moyens de sondes de richesse situées en amont et en aval du convertisseur catalytique 7. Afin de s'affranchir des problèmes de temps de réponse des sondes, la détermination de la masse des oxydes d'azote est effectuée lorsque le débit des gaz d'échappement est 25 supérieur à un seuil déterminé. Cette masse d'oxydes d'azote stockée lorsque le convertisseur catalytique 7 fonctionne en mode pauvre MNOxstockés est de préférence déterminée par modélisation. Cette masse est par exemple déterminée en calculant la masse d'oxydes 3o d'azote stockée dans le convertisseur 7 en fonction des caractéristiques du convertisseur catalytique 7, des températures issues du modèle thermique pour chaque réacteur individuel et du débit massique de gaz d'échappement du moteur comme il est décrit dans la demande de brevet français FR 2 856 741.
Tant que la masse d'oxydes d'azote stockée MNOxstockés est inférieure à un seuil prédéterminé (115), le convertisseur catalytique 7 fonctionne en mode 5 pauvre et stocke des oxydes d'azote
Lorsque la masse d'oxydes d'azote stockée MNOxstockés est supérieure à un seuil prédéterminé (120), l'unité de contrôle électronique 11 pilote le convertisseur catalytique 7 pour le purger dans une étape 130.
On observera que la masse d'oxydes d'azote stockée MNOxstockés peut 10 être déterminée par différente modélisation, ou mesurée par capteur.
Une première méthode peut consister à déterminer cette masse d'oxydes d'azote stockée à partir d'un modèle qui tient compte du vieillissement du convertisseur catalytique, c'est-à-dire qui tient compte du fait que ce dernier stocke de moins en moins d'oxydes d'azote en vieillissant.
15 Une seconde méthode peut consister à déterminer cette masse d'oxydes d'azote stockée à partir d'un modèle qui ne tient pas compte du vieillissement du convertisseur catalytique 7, ce qui est le cas de la méthode suivant l'invention. On calcule ensuite un critère de diagnostique c, dans une étape 140, jusqu'à la fin de phase de purge des oxydes d'azote, c'est-à-dire jusqu'à la fin (150) du mode
20 riche du convertisseur catalytique 7.
Ce critère de diagnostic c est calculé en fonction de la quantité de réducteurs utilisés Mred et la quantité d'oxydes d'azote stockée MNOx stockés dans le convertisseur catalytique 7.
La quantité de réducteurs utilisés Mred dans le convertisseur catalytique 7 25 pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur 7, c'est-à-dire pendant la purge, est de la forme suivante : tI ( 1 1 Mred = Jdebitgazx to Xamont Xaval ~ où t0 et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé en aval dudit convertisseur fournies par les sondes amont 9 et respectivement aval 10.
Le critère de diagnostic c est alors calculé à partir de la formule suivante : c= Mred MNOxstockes où MNOxstockés est la masse d'oxydes d'azote stockée lorsque le convertisseur catalytique 7 fonctionne en mode pauvre, telle que déterminée précédemment.
On notera que ce critère de diagnostic c est adimensionnel de sorte qu'il est plus fiable. Par ailleurs, on observera que le modèle utilisé pour déterminer la masse d'oxydes d'azote stockée ne tient pas compte du vieillissement du convertisseur catalytique de sorte que cette masse sera surestimée lorsque ledit capteur vieillira évitant ainsi toute détection abusive d'un dysfonctionnement du convertisseur catalytique 7. Dans une étape 160, on compare le critère de diagnostic c ainsi calculé avec une valeur seuil prédéterminée. En référence aux figures 2 et 3, si le critère de diagnostic c est supérieur à la valeur seuil prédéterminée (165) cela indique que le convertisseur catalytique 7 fonctionne normalement (170). Par contre, si le critère de diagnostic c est inférieur à la valeur seuil prédéterminée (175), cela indique que ledit convertisseur a atteint un degré de vieillissement important et qu'il présente des défaillances de fonctionnement (180).
L'unité de contrôle électronique 11 pourra alors activer un voyant lumineux du tableau de bord pour prévenir le conducteur qu'une réparation est nécessaire. Il est bien évident que l'unité de contrôle électronique 11 pourra enregistrer la valeur du critère de diagnostic c dans une unité de mémoire et activer le voyant lumineux que lorsque le dysfonctionnement aura été détecté après plusieurs roulages consécutifs.
Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1 - Procédé de surveillance de l'état de fonctionnement d'un convertisseur catalytique (7) stockant les NOx d'un moteur (1) caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : - détermination de la quantité de réducteurs utilisés, - détermination de la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique (7), - établissement d'un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes d'azote stockés dans le convertisseur catalytique (7).
2 - Procédé suivant la revendication précédente caractérisé en ce que la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique (7) est déterminée pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur.
3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la quantité de réducteurs utilisés est déterminée pendant la purge du convertisseur catalytique (7).
4 - Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape d'établissement du diagnostic comporte au moins les étapes suivantes de : - calcul d'un critère de diagnostic c en fonction de la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique (7) et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique, -comparaison du critère de diagnostic c par rapport à un une valeur seuil prédéterminée afin d'établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur.30
5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique (7) est déterminée à partir d'une mesure d'une part de la teneur en oxygène dans un gaz située en amont du convertisseur et d'autre part de la teneur en oxygène dans un gaz situé en aval du convertisseur.
6 - Procédé suivant la revendication 5 caractérisé en ce que la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique (7) est de la forme suivante : tI ( 1 1 Mred = Jdebitgazx to %,amont Xaval où tO et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé en aval dudit convertisseur.
7 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique(7) est déterminée en calculant la masse d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur en fonction des caractéristiques du convertisseur catalytique (7), des températures issues du modèle thermique pour chaque réacteur individuel et du débit massique de gaz d'échappement du moteur.
8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que le critère de diagnostic c est de la forme suivante : Mred c= MNOxstockes où MNOxstockés est la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique (7).
9 - Moteur (1) comportant un convertisseur catalytique (7) stockant les NOx, une première et une seconde sonde (9,10) positionnée en amont et respectivement en aval du convertisseur et aptes à délivrer un signal binaire ou proportionnel à une teneur en oxygène dans un gaz d'échappement ou des capteurs NOx en amont et en aval du convertisseur, et des moyens pour établir un diagnostic sur un état de fonctionnement dudit convertisseur, caractérisé en ce que les moyens sont agencés pour déterminer la quantité de réducteurs utilisés lors de la purge du système, déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique (7), et établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur à partir de la quantité de réducteurs utilisés et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique (7).
10 - Moteur suivant la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens sont agencés pour déterminer la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique (7) pendant la phase de fonctionnement en mélange pauvre du convertisseur.
11 - Moteur suivant l'une quelconque des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce que les moyens sont agencés pour déterminer la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique (7).
12 - Moteur suivant la revendication 11 caractérisé en ce que les moyens sont agencés pour calculer un critère de diagnostic c en fonction de la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique (7) et la quantité d'oxydes d'azote stockées dans le convertisseur catalytique (7), puis comparer ledit critère de diagnostic c par rapport à un une valeur seuil prédéterminée afin d'établir un diagnostic sur l'état de fonctionnement du convertisseur.
13 - Moteur suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la quantité de réducteurs utilisés pendant la purge du convertisseur catalytique (7) est de la forme suivante :tI ( 1 1 Mred = Idebitgazx zo %,amont Xaval où tO et t1 sont respectivement les temps de début et de fin de purge, débitgaz est le débit du gaz d'échappement dans le convertisseur catalytique (7) et Àamont et Àaval sont la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz située en amont du convertisseur et respectivement la mesure de la teneur en oxygène dans le gaz situé en aval dudit convertisseur. c= MNOxstockes où MNOxstockés est la quantité d'oxydes d'azote stockée dans le convertisseur catalytique (7).
14 - Moteur suivant la revendication 13 caractérisé en ce que le critère de diagnostic c est de la forme suivante : Mred
FR0755009A 2007-05-11 2007-05-11 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede Expired - Fee Related FR2916017B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0755009A FR2916017B1 (fr) 2007-05-11 2007-05-11 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede
PCT/FR2008/050669 WO2008142342A2 (fr) 2007-05-11 2008-04-15 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede
EP08788185A EP2145081A2 (fr) 2007-05-11 2008-04-15 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0755009A FR2916017B1 (fr) 2007-05-11 2007-05-11 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2916017A1 true FR2916017A1 (fr) 2008-11-14
FR2916017B1 FR2916017B1 (fr) 2009-06-12

Family

ID=38802379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0755009A Expired - Fee Related FR2916017B1 (fr) 2007-05-11 2007-05-11 Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2145081A2 (fr)
FR (1) FR2916017B1 (fr)
WO (1) WO2008142342A2 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2929988A1 (fr) * 2008-04-14 2009-10-16 Renault Sas Procede de determination de la capacite de stockage d'un piege a oxydes d'azote.
FR2999233A1 (fr) * 2012-12-11 2014-06-13 Renault Sa Dispositif et procede de diagnostic d'un piege a oxydes d'azotes
WO2014147308A1 (fr) 2013-03-19 2014-09-25 Renault S.A.S. Procede de diagnostic d'un systeme de depollution de gaz d'échappement
WO2016102843A1 (fr) 2014-12-22 2016-06-30 Renault S.A.S. Procédé de purge d'un piège a oxydes d'azote et dispositif de motorisation associe

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014005514U1 (de) * 2014-07-05 2015-10-06 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Elektronisches Steuergerät für einen Verbrennungsmotor
DE102016219549A1 (de) 2015-11-03 2017-05-04 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators eines autonom fahrenden Fahrzeugs mit Parallelhybridantrieb sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage und Fahrzeug
DE102016219544B4 (de) 2015-11-03 2022-10-20 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Diagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators eines autonom fahrenden Fahrzeugs in Verbindung mit Niederdruck-Abgasrückführung sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage und Fahrzeug

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733786A2 (fr) * 1995-03-24 1996-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif d'épuration de gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne
FR2773844A1 (fr) 1998-01-17 1999-07-23 Bosch Gmbh Robert Procede et dispositif pour le diagnostic d'un catalyseur de stockage de nox applicable a des moteurs a combustion
EP0950801A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-20 Degussa-Hüls Aktiengesellschaft Procédé pour la détection de la détérioration d'un catalyseur adsorbant d'oxydes d'azote
US20020029562A1 (en) * 1999-06-18 2002-03-14 Hitachi, Ltd. Engine exhaust purifying apparatus
US20030041592A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for an internal-combustion engine
US20040031261A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Jing Sun System and method for lean NOx trap control and diagnosis
FR2866926A1 (fr) 2004-02-27 2005-09-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de diagnostic pour un catalyseur de gaz d'echappement d'un moteur thermique et vehicule mettant en oeuvre ce procede
US20060053772A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-16 Danan Dou NOx adsorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733786A2 (fr) * 1995-03-24 1996-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif d'épuration de gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne
FR2773844A1 (fr) 1998-01-17 1999-07-23 Bosch Gmbh Robert Procede et dispositif pour le diagnostic d'un catalyseur de stockage de nox applicable a des moteurs a combustion
EP0950801A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-20 Degussa-Hüls Aktiengesellschaft Procédé pour la détection de la détérioration d'un catalyseur adsorbant d'oxydes d'azote
US20020029562A1 (en) * 1999-06-18 2002-03-14 Hitachi, Ltd. Engine exhaust purifying apparatus
US20030041592A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for an internal-combustion engine
US20040031261A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Jing Sun System and method for lean NOx trap control and diagnosis
FR2866926A1 (fr) 2004-02-27 2005-09-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de diagnostic pour un catalyseur de gaz d'echappement d'un moteur thermique et vehicule mettant en oeuvre ce procede
US20060053772A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-16 Danan Dou NOx adsorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2929988A1 (fr) * 2008-04-14 2009-10-16 Renault Sas Procede de determination de la capacite de stockage d'un piege a oxydes d'azote.
FR2999233A1 (fr) * 2012-12-11 2014-06-13 Renault Sa Dispositif et procede de diagnostic d'un piege a oxydes d'azotes
WO2014090485A1 (fr) * 2012-12-11 2014-06-19 Renault S.A.S. Dispositif et procede de diagnostic d'un piege a oxydes d'azote
WO2014147308A1 (fr) 2013-03-19 2014-09-25 Renault S.A.S. Procede de diagnostic d'un systeme de depollution de gaz d'échappement
WO2016102843A1 (fr) 2014-12-22 2016-06-30 Renault S.A.S. Procédé de purge d'un piège a oxydes d'azote et dispositif de motorisation associe

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008142342A2 (fr) 2008-11-27
WO2008142342A3 (fr) 2009-02-12
FR2916017B1 (fr) 2009-06-12
EP2145081A2 (fr) 2010-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1759107B1 (fr) Procede et dispositif pour gerer le fonctionnement d'un piege a oxydes d'azotes, et diagnostiquer son etat de vieillisement
FR2916017A1 (fr) Procede de surveillance de l'efficacite d'un convertisseur catalytique stockant les nox implante dans une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comportant un dispositif mettant en oeuvre ledit procede
FR3029973A1 (fr) Procede de surveillance d'un dispositif de catalyse d'oxydation
FR2952124A1 (fr) Procede et dispositif pour surveiller une installation de nettoyage des gaz d'echappement
FR2783872A1 (fr) Diagnostic d'un catalyseur a trois voies ou d'un catalyseur a accumulation de nox
FR3021353A1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic du demontage d'un composant d'une installation de nettoyage des gaz d'echappement
FR2964697A1 (fr) Procede de surveillance de l'aptitude a la conversion de produits polluants dans un systeme de post-traitement des gaz d'echappement
FR2971811A1 (fr) Procede de gestion d'une installation de gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2941011A1 (fr) Procede et appareil de commande pour controler un catalyseur d'oxydation et un dispositif de post-traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion
EP2932059B1 (fr) Procede de diagnostic d'un piege a oxydes d'azote
FR2807473A1 (fr) Dispositif et procede pour coordonner des mesures a prendre concernant les gaz d'echappement
EP1214504B1 (fr) Procede et systeme de surveillance du fonctionnement des pots catalytiques d'un moteur a combustion interne
WO2016146907A1 (fr) Procédé de purge ou de charge d'oxygene d'un catalyseur installé dans le flux d'un moteur
FR2862709A1 (fr) Procede pour optimiser les valeurs des gaz d'echappement d'un moteur thermique
EP1413720B1 (fr) Procédé de détermination de la température interne d'un filtre à particules, procédé de commande de la génération du filtre à particules, système de commande et filtre à particules correspondant
FR2849471A1 (fr) Procede pour le diagnostic d'un catalyseur dans un flux de gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et dispositif pour la mise en oeuvre du procede
FR2919667A3 (fr) Systeme et procede de diagnostic de changement de filtre a particules
EP3034827B1 (fr) Procédé de diagnostic d'un piège à oxydes d'azote et dispositif associé
EP3237738A1 (fr) Procédé de purge d'un piège a oxydes d'azote et dispositif de motorisation associé
FR2933737A1 (fr) Procede de detection de soufre dans un carburant et moteur a combustion interne utilisant ce procede
FR2855213A1 (fr) Procede et dispositif pour controler la regeneration d'un filtre a particules et ensemble de motorisation comprenant un tel dispositif
WO2010015771A1 (fr) Diagnostic de la defaillance d'un dispositif de post traitement de vehicule automobile
FR2985771A3 (fr) Regeneration d'un piege a oxydes d'azote
WO2021069204A1 (fr) Procede de diagnostic d'un systeme de post-traitement d'un moteur a allumage commande
FR3106366A1 (fr) Procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d’un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un véhicule.

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

ST Notification of lapse

Effective date: 20170131