FR2961905A1 - Procede et dispositif de gestion d'un capteur de particules - Google Patents

Procede et dispositif de gestion d'un capteur de particules Download PDF

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Abstract

Procédé et dispositif de gestion d'un capteur de particules (10). La surface du capteur (10) comporte deux électrodes interdigitées (12, 13) auxquelles on applique temporairement une tension de détection pour déterminer la charge en particules de noir de fumée (16) et on mesure un courant de détection entre les électrodes (12, 13). Le capteur (10) est relié à une commande de moteur ou une unité de commande comportant les installations pour diagnostiquer sa charge de noir de fumée, et pour déterminer un courant auxiliaire pour effectuer une correction du seuil de déclenchement pour la régénération, pour le corriger ou pour effectuer un diagnostic propre au capteur de particules (10).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'un capteur de particules dont la surface comporte au moins deux électrodes interdigitées qui s'interpénètrent, et auxquelles on applique au moins temporairement une tension de détection pour déterminer la charge en particules de noir de fumée du capteur de particules, et on mesure un courant de détection par les électrodes pour l'exploiter, - un élément chauffant étant prévu en plus pour éliminer la charge de noir de fumée, par lequel on chauffe le capteur de particules pendant une phase de régénération. L'invention se rapporte également à un dispositif de gestion d'un capteur de particules, dont la surface comporte au moins deux électrodes interdigitées qui s'interpénètrent, et auxquelles on applique au moins de temps en temps, une tension de détection pour déterminer la charge en particules de noir de fumée du capteur de particules et on mesure un courant de détection entre les électrodes pour l'exploiter, le capteur de particules étant relié à une commande de moteur ou une unité de commande comportant les installations pour diagnostiquer la charge de noir de fumée du capteur de particules. Etat de la technique Les capteurs de particules sont utilisés actuellement pour surveiller l'émission de noir de fumée (particules) de moteurs à combustion interne et pour le diagnostic embarqué (encore appelé diagnostic OBD), par exemple pour surveiller le fonctionnement des filtres à particules. On connaît ainsi des capteurs de particules travaillant par accumulation et par résistance qui exploitent une variation des propriétés électriques d'une structure d'électrodes interdigitées sous l'effet du dépôt de particules. On peut avoir une ou plusieurs électrodes qui s'interpénètrent de préférence à la manière d'un peigne. L'augmentation du nombre de particules déposées sur le capteur de particules, court-circuite les électrodes, ce qui se traduit à mesure que le dépôt de particules augmente, par une diminution de la résistance électrique, une diminution de l'impédance ou une variation d'une grandeur caractéristique dépendant de la résistance ou de
2 l'impédance, telle qu'une tension et/ou une intensité. Pour l'exploitation, on fixe en général un seuil par exemple un seuil pour le courant de mesure entre les électrodes et le temps nécessaire jusqu'à atteindre le seuil utilisé comme mesure de la quantité de particules déposées. En variante, on peut également exploiter une vitesse de variation d'un signal pendant le dépôt des particules. Lorsque le capteur de particules est complètement chargé, les particules accumulées sont brûlées au cours d'une phase de régénération à l'aide d'un élément chauffant intégré dans le capteur de particules.
Un tel capteur de particules fonctionnant par résistance, est décrit dans le document DE 101 33 384 Al. Ce capteur de particules se compose de deux électrodes en forme de peignes qui s'interpénètrent et qui sont recouvertes au moins partiellement d'un manchon capteur. Lorsque les particules véhiculées par la veine de gaz se déposent sur le capteur de particules, cela se traduit par une variation exploitable de l'impédance du capteur de particules et à partir de cette impédance, on détermine la quantité de particules déposées et ainsi la quantité de particules entraînées dans les gaz d'échappement. Le document DE 101 49 333 Al décrit un dispositif de capteur pour mesurer l'humidité des gaz à l'aide d'une structure de mesure à résistance installée sur un substrat. La structure de mesure coopère avec une couche de noir de fumée. Une installation de mesure de température est prévue. Ce dispositif de capteur permet également de déterminer la concentration en noir de fumée des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Le document DE 10 2004 028 997 Al décrit un procédé pour commander le dépôt de particules sur un élément de capteur comportant une première électrode et une autre électrode. Aux bornes de tension, on applique une première tension U1 et une seconde tension U2. Il est prévu de faire fonctionner l'élément de capteur pendant une première période tl avec une tension élevée U1, puis après dépassement d'un seuil de déclenchement AP de l'élément de capteur, on fait fonctionner celui-ci avec une tension U2 plus basse, inférieure à la tension élevée U1. Ce procédé permet de réduire le temps après une régénération de l'élément de capteur au cours duquel on ne dispose
3 d'aucun signal de mesure jusqu'à l'instant auquel le dépôt d'une quantité suffisante de particules, permet d'obtenir un signal exploitable, temps au cours duquel, l'élément de capteur fonctionne avec une tension élevée.
Cette tension de fonctionnement élevée se traduit par un taux de dépôt plus élevé de particules sur l'élément de capteur. Lorsqu'une quantité suffisante de particules s'est déposée sur l'élément de capteur pour donner un signal de mesure exploitable, on fait fonctionner l'élément de capteur avec une tension plus basse pour laquelle le taux de dépôt de particules est plus bas, ce qui allonge la durée de la mesure jusqu'à la régénération suivante nécessaire de l'élément de capteur. Le procédé prévoit ainsi deux phases de fonctionnement successives, une première phase avec une tension de fonctionnement élevée pendant que l'on ne dispose encore d'aucun signal de mesure suffisant et une seconde phase avec une tension réduite au cours de laquelle, on fait la mesure proprement dite de la concentration en particules. Au cours des deux phases, on détermine la résistance ou l'impédance de l'élément de capteur en mesurant l'intensité du courant d'une part pour détecter le seuil de déclenchement et d'autre part, pour déterminer le taux de dépôt de particules. Dans les deux phases, il faut un dépôt défini de particules. Les tensions choisies constituent dans les deux phases, un compromis entre le dépôt optimisé de particules et une mesure précise de la résistance ou de l'impédance.
Le document DE 103 19 664 Al décrit un capteur pour détecter des particules dans une veine de gaz, notamment des particules de noir de fumée dans une veine de gaz d'échappement avec au moins deux électrodes de mesure installées sur un substrat en une matière isolante électrique. Il est prévu pour cela de revêtir les électrodes de mesure d'une couche protectrice. La couche protectrice protège les électrodes contre la corrosion dans les conditions régnant dans un environnement brutal. La couche de protection est électroconductrice ou électroisolante. Une couche protectrice permet de déterminer la concentration des particules par une mesure résistive d'un courant continu puisqu'on a un montage en parallèle entre les
4 électrodes à travers la couche protectrice et les particules déposées. Dans le cas d'une couche protectrice isolante, il faut mesurer une impédance à l'aide d'une tension alternative. Pour régénérer le capteur de particules après un dépôt de particules, il faut dégager l'élément de capteur à l'aide d'un élément chauffant intégré en brûlant les particules. Cela doit toujours se faire dans des intervalles de temps déterminés pour éviter que la concentration en particules obtenue, ne soit erronée. Habituellement, on déclenche le début de la régénération en faisant dépasser par le courant dans l'élément de capteur, c'est-à-dire le courant IDE ou intensité de détection I(IDE), un seuil d'intensité défini. Le temps écoulé jusqu'à ce que l'on atteigne l'intensité du seuil, permet de déterminer la concentration en noir de fumée dans les gaz d'échappement.
Pour arriver à une précision de capteur élevée, il est décisif que l'instant auquel on atteint le seuil d'exploitation défini, soit obtenu d'une manière aussi exacte que possible. Comme les intensités de seuil se situent de manière caractéristique dans le domaine de quelques µA, le signal peut facilement être faussé par des courts- circuits, par exemple à cause de l'humidité condensée sur le capteur. Séparer ces courants de court-circuit ou de dérivation et l'intensité IDE recherchée, constitue jusqu'à présent un défi pour le développement des capteurs. But de l'invention La présente invention a pour but d'améliorer le diagnostic propre et la précision d'un capteur en développant un procédé approprié permettant d'améliorer le fonctionnement du système en évitant les sensibilités transversales liées aux courants dérivés. L'invention a également pour but de développer un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détermine le courant de détection I(IDE) lorsqu'on atteint un minimum du courant de détection I(IDE) ou a près un certain temps d'attente suivant le dépassement vers le bas d'un certain seuil de température de capteur ou directement lors du dépassement vers le bas du seuil de température de capteur et en fonction de l'intensité mesurée du courant de détection I(IDE), on effectue un diagnostic secondaire du capteur de particules. 5 L'invention a en outre pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, ce dispositif est caractérisé en ce que la commande de moteur ou l'unité de capteur comporte des installations pour déterminer un courant auxiliaire I(N) et d'effectuer à l'aide de ce courant auxiliaire I(N), une correction du seuil de déclenchement pour la régénération du capteur de particules, pour le corriger ou pour effectuer un diagnostic propre au capteur de particules. Le procédé peut également être mis en oeuvre sous la forme d'un programme dans la commande du moteur ou dans l'unité de commande du capteur.
Pour éviter les courts-circuits entre les électrodes de mesure pendant toute la durée de vie du capteur de particules et qui réduisent la précision de fonctionnement du capteur, il faut usuellement mettre en oeuvre des moyens considérables en matériaux et en technique pour la fabrication. Or, le procédé selon l'invention et le dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, permettent de tolérer une résistance moindre aux courts-circuits et de réduire par conséquence les moyens à mettre en oeuvre pour la fabrication des capteurs de particules, ce qui se traduit avantageusement sur le coût de fabrication. On pourra obtenir une même précision de capteur avec un élément de capteur plus simple et ainsi plus avantageux, car la sensibilité transversale sera moindre vis-à-vis des courts-circuits pour le diagnostic et ces courts-circuits pourront être corrigés. L'instant du diagnostic des courts-circuits, comme le prévoit le procédé de l'invention, permet de saisir d'une manière quantitative très précise, l'influence de ces courts-circuits, car ils se produisent toujours dans une phase de fonctionnement définie du capteur de particules et l'instant de la saisie peut être lié à un dépassement vers le bas d'un seuil de température si l'on connaît la température de l'élément de capteur comme valeur de mesure. La saisie de l'intensité de détection I(IDE) lorsqu'on atteint un minimum de l'intensité de détection I(IDE),
6 s'utilise par exemple après une régénération, l'intensité chute brièvement à un minimum avant que les premiers ponts de particules ou de noir de fumée, se reforment, de sorte que le minimum de l'intensité du courant entre les électrodes de mesure ou l'intensité mesurée à un instant fixe, peut s'exploiter comme mesure du court-circuit. Selon une caractéristique préférentielle, on détermine un seuil de déclenchement pour l'intensité de détection I(IDE) pour laquelle commence la régénération du capteur de particules à l'aide du diagnostic de court-circuit en déterminant un courant de court-circuit I(N) et en définissant avec celui-ci, un seuil de déclenchement corrigé comme correction de décalage ou en fonction du courant de court-circuit I(N), on retarde le démarrage de la régénération du filtre à particules lorsqu'on atteint le seuil de déclenchement. L'intensité du courant de court-circuit I(N) peut être mémorisée pour le prochain déclenchement d'une régénération du capteur de particules pour effectuer une correction. Cela permet d'éliminer totalement toutes les influences sur la précision de court-circuit variant lentement, c'est-à-dire plus lentement que le temps de déclenchement du capteur. Pour corriger le temps de déclenchement mesuré, on saisit également des variations supérieures à 10 % du temps de déclenchement caractéristique du capteur. Selon une caractéristique préférentielle, on effectue le diagnostic de court-circuit ou la correction de décalage du seuil de déclenchement, après une régénération du capteur, car après une telle régénération de l'élément de capteur, celui-ci est dégagé du noir de fumée et il est prévisible que le passage du courant saisi, ne provient pas du noir de fumée, mais de courants parasites. Une variante du procédé prévoit d'effectuer le diagnostic de court-circuit et/ou la correction de décalage du seuil de déclenchement, un certain temps après la coupure de l'élément chauffant et l'instant est prédéfini par une horloge ; cet instant se déduit de la constante de temps du comportement au refroidissement du capteur de particules et peut être fixé comme étant constant selon une variante simple du procédé.
7 Il est à remarquer que l'on peut également appliquer une combinaison des caractéristiques décrites ci-dessus. C'est ainsi qu'il peut être avantageux qu'après avoir dépassé vers le bas un seuil de température prédéfini, on attend en outre de façon commandée par l'horloge avant de saisir l'intensité du courant de court-circuit I(N). Il peut être particulièrement intéressant qu'après le dépassement vers le bas du seuil de température, de brancher tout d'abord la tension d'alimentation de la détection IDE, c'est-à-dire la tension de détection U(IDE) et de laisser passer un temps d'attente de façon commandée par l'horloge après lequel on saisit l'intensité du courant de court-circuit I(N). Une utilisation préférentielle de l'intensité du courant de court-circuit I(N) déterminée par le diagnostic de court-circuit, prévoit de retrancher cette intensité de l'intensité de détection mesurée I(IDE) pendant le fonctionnement normal. Cette correction de décalage permet d'éliminer les effets parasites pendant le fonctionnement normal du capteur de particules avant ou après l'instant de la saisie de sorte que seule l'intensité de détection I(IDE) qui est la seule engendrée par la charge de particules ou de noir de fumée, soit exploitée pour déterminer la charge de noir de fumée. On réduit d'autant la sensibilité transversale du capteur de particules. S'il est avantageux pour le diagnostic propre du capteur de particules, de comparer l'intensité du courant de court-circuit I(N) obtenue par le diagnostic de court-circuit et d'un seuil fixe prédéfini ou dépendant de la température avec une intensité maximale I(N) de courant de court-circuit, on peut détecter le dépassement du seuil fixe ou du seuil dépendant de la température et conclure à un défaut de court-circuit. Ce seuil est enregistré dans la commande du moteur ou dans l'unité de commande du moteur, comme courbe caractéristique ou comme champ de caractéristiques.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, on détermine plusieurs fois l'intensité I(N) du courant de court-circuit obtenue par le diagnostic de court-circuit et on fait la moyenne ou on applique un filtre passe-bas. Cela permet d'éliminer les erreurs de mesure engendrées par de brèves perturbations du signal liées par exemple à des tensions induites. Cela permet de supprimer le
8 rebondissement de l'intensité du courant de court-circuit I(N), ainsi obtenu. D'éventuels défauts liés à de fortes intensités de court-circuit I(N) pour le diagnostic propre du capteur de particules pourront être signalés à une unité de commande principale seulement après que les défauts se seront produits plusieurs fois pour éviter les déclenchements d'alarme. Selon le procédé décrit ci-dessus et ses différentes caractéristiques, on peut exploiter comme grandeur de remplacement de l'intensité de détection I(IDE), la résistance ou la conductivité entre les électrodes de la structure de capteur, et pour exploiter la résistance, on peut utiliser la saisie d'une valeur maximale pour le diagnostic de court-circuit. Une application préférentielle du procédé tel que décrit ci-dessus, est le diagnostic propre du capteur de particules dans le cadre d'un diagnostic embarqué pour un moteur Diesel. Dans cette application, il est important d'avoir un diagnostic précis et reproductible de la charge de particules du filtre à particules installé dans la conduite des gaz d'échappement du moteur Diesel (filtre à particules DPF). En éliminant les courts-circuits parasites, on pourra définir de manière précise l'instant d'une régénération du filtre à particules. Dessins Le procédé de gestion d'un filtre à particules et le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, seront décrits ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique éclatée d'un capteur de particules, - la figure 2 est une vue schématique du chronogramme de la température et de la tension de détection U(IDE) pendant une phase de régénération, - la figure 3 est une vue schématique pour déterminer un courant de court-circuit I(N) du capteur de particules et la correction que l'on en déduit pour le seuil de déclenchement servant à la régénération. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement sous la forme d'une vue éclatée un capteur de particules 10 selon l'état de la technique.
9 Des couches de support isolant 11 par exemple en oxyde d'aluminium portent une première électrode 12 et une seconde électrode 13. Les électrodes 12 et 13 sont deux électrodes en forme de peignes qui s'interpénètrent, c'est-à-dire des électrodes interdigitées.
Les extrémités côté frontal des électrodes 12, 13, sont reliées à un premier branchement 12.1 et à un second branchement 13.1, par lesquels les électrodes 12, 13 sont alimentées en tension. Ces branchements sont également reliés à l'unité de commande de capteur pour effectuer les mesures.
En plus, dans l'exemple présenté, un élément chauffant 14 est intégré entre les couches de support isolant 11. Cet élément chauffant est relié par les branchements 14.1, 14.2 à l'unité de commande de capteur. Lorsqu'un tel capteur de particules 10 fonctionne dans une veine de gaz chargée de particules, par exemple lorsqu'il est installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur Diesel, les particules de la veine de gaz se déposent sur le capteur de particules 10. Dans le cas d'un moteur Diesel, il s'agit de particules de noir de fumée 16 ayant une certaine conductivité électrique. Le taux de dépôt des particules de noir de fumée 16 (appelées plus simplement particules) sur le capteur de particules 10, dépend non seulement de la concentration en particules dans les gaz d'échappement, mais entre autres également de la tension appliquée aux électrodes 12, 13. La tension appliquée génère un champ électrique qui charge les particules de noir de fumée 16 et ce dipôle, exerce une force d'attraction sur les particules de noir de fumée 16. Par le choix approprié de la tension appliquée aux électrodes 12, 13, on peut ainsi influencer le taux de particules de noir de fumée 16. Dans l'exemple de réalisation, les électrodes 12, 13 et la couche de support isolant supérieure 11 portant les électrodes 12, 13, sont revêtues d'une couche protectrice 15. Cette couche protectrice 15 prévue en option, protège les électrodes 12, 13 vis-à-vis de la corrosion qui règne en général aux températures de fonctionnement élevées du capteur de particules 10. Dans le présent exemple de réalisation, cette
10 couche protectrice est en une matière à faible conductivité électrique, mais elle peut également être fabriquée en un matériau isolant. Les particules de noir de fumée 16 de la veine de gaz, se déposent sous la forme d'une couche sur la couche protectrice 15.
Comme la couche protectrice 15 est faiblement conductrice, les particules de noir de fumée 16 forment des chemins, conducteurs entre les électrodes 12, 13. En fonction de la quantité de particules 16 déposées, il y aura une variation de la résistance entre les électrodes 12, 13. Cette variation peut se mesurer en appliquant une tension constante, dite tension de détection U(IDE) aux bornes 12.1, 13.1 des électrodes 12, 13 et en déterminant la variation de l'intensité de détection I(IDE) 31 (voir figure 3) liée aux particules 16 déposées. Si la couche protectrice 15 est isolante, les particules 16 déposées, modifient l'impédance du capteur de particules 10, ce que l'on mesure de manière appropriée, de préférence en appliquant une tension alternative. La figure 2 montre dans un diagramme 20, schématiquement en fonction du temps 23, la courbe caractéristique d'une température 22 d'un élément d'un capteur de particules 10 ainsi que le chronogramme de la tension de détection U(IDE) 21 au cours d'une phase de régénération du capteur de particules 10. Lorsque la tension de détection U(IDE) 21 est coupée, la température 22 de l'élément de capteur augmente tout d'abord suivant un segment de rampe 24, jusqu'à atteindre la température de combustion. Ensuite, on a un segment dit de combustion 25 de nettoyage au cours duquel, la température de combustion est maintenue pendant un certain temps et les particules sont éliminées par combustion. Après ce segment de combustion 25, dont la durée peut être différente suivant le type de capteur utilisé ou le capteur de particules, on a un segment de refroidissement 26 pendant lequel la température 22 chute de nouveau à partir de la température de combustion de nettoyage pour revenir à la température de fonctionnement normal du capteur de particules 10 et la régénération se termine. L'élément de capteur est alors dégagé des particules de noir de fumée. Une variante du procédé de l'invention prévoit qu'après
11 dépassement vers le bas d'un seuil de température pour la température 22 de l'élément de capteur, dans un segment de contrôle 27, on branche la tension de détection U(IDE) 21, pour contrôler la bonne exécution de la régénération et on effectue un diagnostic de court- circuit. La figure 3 donne, à titre d'exemple, un autre diagramme 30 pour déterminer l'intensité du courant de court-circuit I(N) du capteur de particules 10 et la correction qui en est déduite pour le seuil de déclenchement 38 auquel se déclenche l'opération de régénération.
La figure montre l'intensité de détection I(IDE) 31 en fonction du temps 32. Dans la partie gauche du diagramme 30, l'intensité de détection I(IDE) 31 chute tout d'abord après l'instant de déclenchement 33 au cours d'un temps d'attente 34 pour atteindre un minimum 35. Dans le cas d'un élément de capteur idéal qui n'a pas de court-circuit parasite, l'intensité du courant de court-circuit '(Ni) 36 est pratiquement égale à zéro. Du fait de la charge de particules de noir de fumée en fonctionnement normal du capteur de particules 10, l'intensité de détection I(IDE) 31 augmente jusqu'à ce que le seuil de déclenchement 38 qui correspond au déclenchement de l'opération de régénération, soit dépassé, et que l'élément de capteur soit de nouveau chauffé comme cela a été décrit à l'aide de la figure 2. Comme dans ce cas, on détecte une intensité de détection I(IDE) 31 qui n'est pas modifiée par des intensités parasites de court-circuit, il n'y aura pas de correction du seuil de déclenchement 38.
La partie droite du diagramme 30 représente le cas au cours duquel on rencontre des courts-circuits parasites dans l'élément de capteur. Dans ce cas, on mesure l'intensité de courant de court-circuit I(N2) 37 pour le minium 35 de l'intensité de détection I(IDE) 31 ; cette intensité de court-circuit n'est pas nulle. Pour éliminer cet effet de court-circuit, il est prévu dans l'exemple présenté, d'additionner l'intensité de court-circuit I(N2) 37 pour fixer un seuil de déclenchement corrigé 39, à l'intensité correspondant au seuil de déclenchement 38. Selon une variante du procédé, lorsqu'on atteint le seuil de déclenchement 38, on active de manière temporisée la régénération du capteur et cette temporisation dépend de la mesure de l'intensité du
12 courant de court-circuit I(N2) 37 déterminée préalablement. Cette relation peut par exemple se présenter sous la forme d'une courbe caractéristique ou d'un champ de caractéristiques dans la commande du moteur ou dans l'unité de commande du capteur.
Le procédé et le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, permettent de détecter les intensités de courant de court-circuit qui détériorent la précision du fonctionnement du capteur de particules 10 et d'en tenir compte pour déterminer l'instant du démarrage de la régénération du capteur de particules ou du filtre à particules. Le procédé de diagnostic tel que présenté, est réalisé avantageusement sous la forme d'un procédé appliqué par un programme dans la commande du moteur ou dans une unité de commande de capteur ; le procédé fait partie du diagnostic embarqué (diagnostic OBD) de surveillance d'un filtre à particules Diesel (filtre DPF), par un capteur de particules 10 à effet de résistance dans une installation de nettoyage des gaz d'échappement comme le prévoit la réglementation.20 NOMENCLATURE
10 capteur de particules 11 couche de support isolant 12 première électrode 12.1 premier branchement 13 seconde électrode 13.1 second branchement 14 élément chauffant intégré 14.1 branchement de l'élément chauffant 14 14.2 branchement de l'élément chauffant 14 couche protectrice 16 particules de noir de fumée diagramme 15 21 tension de détection U(1DE) 22 température 23 chronogramme de la température 22 24 segment en forme de rampe segment de combustion de dégagement 20 26 segment de refroidissement 27 segment de contrôle diagramme 31 intensité de détection I(IDE) 32 temps 25 33 instant de déclenchement 34 temps d'attente minimum 36 intensité du courant de court-circuit '(Ni) 37 intensité de courant de court-circuit I(N2) 30 38 seuil de déclenchement 39 seuil de déclenchement 35

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de gestion d'un capteur de particules (10) selon lequel : la surface du capteur de particules (10) comporte au moins deux électrodes (12, 13) interdigitées qui s'interpénètrent, et auxquelles on applique au moins temporairement une tension de détection (UIDE) (21) pour déterminer la charge en particules de noir de fumée (16) du capteur (10), et on mesure un courant de détection (IIDE) (31) par les électrodes (12, 13) pour l'exploiter, - un élément chauffant (14) étant prévu en plus pour éliminer la charge de noir de fumée, par lequel on chauffe le capteur de particules (10) pendant une phase de régénération, procédé caractérisé en ce qu' on détermine le courant de détection I(IDE) (31) lorsqu'on atteint un minimum (35) du courant de détection I(IDE) (31) ou après un certain temps d'attente (34) suivant le dépassement vers le bas d'un certain seuil de température de capteur ou directement lors du dépassement vers le bas du seuil de température de capteur et en fonction de l'intensité mesurée du courant de détection I(IDE) (31), on effectue un diagnostic secondaire du capteur de particules (10). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour un seuil de déclenchement (38) de l'intensité de détection I(IDE) (31) pour lequel on lance une régénération du capteur de particules (10), à l'aide d'un diagnostic auxiliaire, on détermine un courant auxiliaire I(N) (36, 37), et avec celui-ci, on détermine comme correction de décalage, un seuil de déclenchement corrigé (39) ou, en fonction de l'intensité auxiliaire I(N) (36, 37), on démarre la régénération du capteur de particules (10) lorsqu'on atteint le seuil de déclenchement (38), de façon temporisée. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue le diagnostic auxiliaire ou la correction de décalage du seuil de déclenchement (38), après une régénération du capteur. 15 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue le diagnostic auxiliaire et/ou la correction de décalage du seuil de déclenchement (38) un certain temps après la coupure de l'élément chauffant (14), l'instant étant donné par une horloge. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant auxiliaire I(N) (36, 37) déterminé par le diagnostic auxiliaire, est retranché du courant de détection mesuré I(IDE) (31) pendant le fonctionnement normal. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on compare le courant auxiliaire I(N) (36, 37) déterminé par le diagnostic auxiliaire à un seuil fixe prédéfini ou dépendant de la température pour un courant auxiliaire maximum I(N). 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine plusieurs fois le courant auxiliaire I(N) (36, 37) par un diagnostic auxiliaire et on fait a moyenne ou on détermine à l'aide d'un filtre passe-bas. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme grandeur de remplacement du courant de capteur I(IDE) (31), on exploite une résistance ou une conductivité entre les électrodes (12, 13) de la structure de capteur. 9°) Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 8, pour un diagnostic embarqué dans le cas d'un moteur Diesel. 10°) Dispositif de gestion d'un capteur de particules (10), dans lequel, 16 la surface du capteur (10) comporte au moins deux électrodes interdigitées (12, 13) qui s'interpénètrent, et auxquelles on applique au moins temporairement une tension de détection U(IDE) (21) pour déterminer la charge en particules de noir de fumée (16) du capteur de particules (10) et on mesure un courant de détection I(IDE) (31) entre les électrodes (12, 13) pour l'exploiter, le capteur de particules (10) étant relié à une commande de moteur ou une unité de commande comportant les installations pour diagnostiquer la charge de noir de fumée du capteur de particules (10), dispositif caractérisé en ce que la commande de moteur ou l'unité de capteur comporte des installations pour déterminer un courant auxiliaire I(N) (36, 37) et pour effectuer à l'aide de ce courant auxiliaire I(N) (36, 37), une correction du seuil de déclenchement (38) pour la régénération du capteur de particules (10), pour le corriger ou pour effectuer un diagnostic propre au capteur de particules (10).20
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009049669A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Zustandsbewertung eines Rußsensors in einem Kraftfahrzeug
JP2011247650A (ja) * 2010-05-24 2011-12-08 Denso Corp 粒子状物質検出センサ、及び粒子状物質検出センサユニット
JP5542007B2 (ja) * 2010-08-26 2014-07-09 日本碍子株式会社 粒子状物質検出装置
DE102010055478A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors
US9528419B2 (en) * 2011-02-01 2016-12-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Particulate matter controller for an internal combustion engine
US9389212B2 (en) * 2011-02-28 2016-07-12 Honeywell International Inc. NOx gas sensor including nickel oxide
US9051866B2 (en) 2012-05-22 2015-06-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a particulate filter
DE102012210525A1 (de) * 2012-06-21 2013-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle eines Sensors zur Detektion von Teilchen und Sensor zur Detektion von Teilchen
CN103645216A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 电子科技大学 二氧化碳气体传感器及其制备方法
KR101664552B1 (ko) * 2014-08-11 2016-10-10 엘지전자 주식회사 입자 검출장치
DE102014220398A1 (de) 2014-10-08 2016-04-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle eines Sensors zur Detektion von Teilchen
DE102014222844B4 (de) * 2014-11-10 2018-05-09 Continental Automotive Gmbh Rußsensor
KR20160149898A (ko) 2015-06-19 2016-12-28 현대자동차주식회사 입자상 물질 센서
JP6515706B2 (ja) * 2015-06-30 2019-05-22 株式会社デンソー 粒子状物質検出システム
JP6477303B2 (ja) * 2015-06-30 2019-03-06 株式会社デンソー 粒子状物質検出システム
JP6665434B2 (ja) * 2015-06-30 2020-03-13 株式会社デンソー 粒子状物質検出システム
WO2017002463A1 (fr) * 2015-06-30 2017-01-05 株式会社デンソー Système de détection de matière particulaire
US10241021B2 (en) 2015-07-22 2019-03-26 International Business Machines Corporation Measurement of particulate matter deliquescence relative humidity
DE102015225745B4 (de) * 2015-12-17 2020-06-25 Vitesco Technologies GmbH Elektrostatischer Rußsensor
DE102016223069A1 (de) * 2016-11-23 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Sensorelements zur Erfassung von Partikeln eines Messgases in einem Messgasraum
DE102018205595A1 (de) * 2017-12-06 2019-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen in einem Messgas
FR3084466B1 (fr) * 2018-07-26 2021-01-15 Continental Automotive France Procede de detection in situ du dysfonctionnement d'un dispositif radiofrequence
DE102018219625A1 (de) 2018-11-16 2020-05-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bewerten der Funktionsfähigkeit eines Sensors zur Detektion von Ruß
USD953183S1 (en) 2019-11-01 2022-05-31 Nvent Services Gmbh Fuel sensor
DE102019219552A1 (de) 2019-12-13 2021-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erprobung eines keramischen Sensorelements für einen Abgassensor
DE102020205944A1 (de) 2020-05-12 2021-11-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sensor zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases
DE102020215456A1 (de) * 2020-12-08 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Funktionskontrolle eines Sensors zur Detektion von Rußpartikeln in einem Abgas
DE102022203057A1 (de) 2022-03-29 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10133384A1 (de) 2001-07-10 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Detektion von Teilchen und Verfahren zu dessen Funktionskontrolle
DE10149333B4 (de) 2001-10-06 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit von Gasen
DE10319664A1 (de) 2003-05-02 2004-11-18 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Detektion von Teilchen
DE102004028997A1 (de) 2004-06-16 2006-01-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Beeinflussung der Russanlagerung auf Sensoren
DE102007021910A1 (de) 2007-05-10 2008-11-20 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Detektion von Teilchen in einem Gasstrom
DE102007047081A1 (de) * 2007-10-01 2009-04-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Detektion eines Vergiftungsgrads eines Partikelsensors und Partikelsensor
US8230716B2 (en) * 2009-11-09 2012-07-31 Delphi Technologies, Inc. Method and system for diagnostics of a particulate matter sensor
DE102009058260A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-16 Continental Automotive Gmbh Rußsensor

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Publication number Publication date
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