FR2980521A1

FR2980521A1 - Systeme et procede d'estimation de la masse d'oxydes de soufre stockee dans un piege a oxydes d'azote

Info

Publication number: FR2980521A1
Application number: FR1158503A
Authority: FR
Inventors: Morvan Pierre Yves Le; Damiano Di-Penta
Original assignee: Renault SA
Current assignee: Horse Powertrain Solutions SL
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-03-29
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: FR2980521B1

Abstract

Procédé d'estimation de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans un piège à oxydes d'azote (2) monté dans la ligne d'échappement d'un moteur (3) à combustion interne de véhicule automobile, comprenant des moyens (10) pour mesurer la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,mes) du piège (2), caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier moyen d'estimation (17) pour estimer un débit différentiel d'oxydes de soufre (DeltaQsox,est) aux bornes du piège (2), un deuxième moyen d'estimation (18) pour estimer la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,est) du piège (2) et un troisième moyen d'estimation (19) pour estimer la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège (2) à partir de la somme du débit différentiel de particules d'oxydes de soufre (DeltaQsox,est) et d'un écart calculé entre la valeur estimée (Cnox,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).

Description

- 1 - SYSTEME ET PROCEDE D'ESTIMATION DE LA MASSE D'OXYDES DE SOUFRE STOCKEE DANS UN PIEGE A OXYDES D'AZOTE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un système et un procédé d'estimation de la masse d'oxydes de soufre (SOx) stockées dans un piège à oxydes d'azote (NOx), par exemple un piège monté dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel de véhicule 10 automobile. Une estimation précise de cette masse permet de déterminer au plus juste la fréquence de désulfuration d'un tel piège, pour limiter la consommation en carburant du véhicule et le vieillissement du piège. 15 ETAT DE LA TECHNIQUE De nombreux moteurs à combustion interne, notamment les moteurs diesel de véhicules automobiles, sont équipés d'un dispositif de traitement des oxydes d'azote, dit également piège à oxydes d'azote, qui permet de traiter les molécules d'oxyde 20 d'azote (NOx) émises dans les gaz d'échappement du moteur. De manière connue, ces pièges fonctionnent d'une manière discontinue. Lors du fonctionnement normal du moteur en mélange pauvre, ils stockent une grande partie des NOx émis par le moteur, mais ne les transforment pas. Puis au cours de phases de purge, pendant lesquelles le mélange air-carburant devient riche, ils 25 réduisent tout le stock de NOx en molécules d'azote (N2) inoffensives qui sont rejetées dans l'atmosphère. De tels pièges peuvent avoir une grande efficacité de traitement, c'est-à-dire une capacité de retenue des molécules de NOx entrantes très élevée pendant le mode de fonctionnement normal du moteur (c'est-à-dire : en dehors des phases de 30 purge). Par exemple, le pourcentage de molécules de NOx entrantes qui sont retenues dans un piège peut dépasser quatre-vingts pour cent. L'efficacité est diminuée par deux phénomènes distincts : d'une part, la capacité de stockage d'un piège est altérée progressivement par son empoisonnement par les oxydes de soufre (SOx) présents dans les gaz 35 d'échappement. Ces composés proviennent du soufre contenu dans le carburant consommé par le moteur et dans l'huile servant à la lubrification du moteur, dont une - 2 - partie est consommée également. Pour restaurer l'efficacité d'un piège empoisonné par le soufre, il est connu de procéder à des phases de désulfurations du piège, qui consistent à faire fonctionner le moteur en mélange riche tout en augmentant la température du piège à des valeurs élevées, typiquement supérieures à 650°C. De telles températures peuvent être atteintes par exemple en utilisant des post-injections de carburant pendant les phases de détente des cylindres du moteur. Le fonctionnement en mélange riche et à température élevée entraîne une consommation en carburant importante. D'autre part, l'efficacité d'un piège est amoindrie progressivement par son vieillissement. Les hauts niveaux thermiques qui permettent de désulfurer le piège entraînent un vieillissement thermique, c'est-à-dire une perte des propriétés d'adsorption des matériaux de stockage (métaux précieux et support) du piège. Il est donc essentiel de déterminer le déclenchement des phases de désulfuration de manière opportune, de manière à limiter la consommation en carburant due à ces phases, et les périodes d'augmentation de la température du piège pendant ces phases, qui diminuent la durée de vie du piège. Il existe un besoin d'estimation de la masse d'oxydes de soufre stockée dans un piège à oxydes d'azote, de manière à déclencher une phase de désulfuration lorsque cette masse atteint un seuil estimé précisément.

On connaît plusieurs manières d'évaluer la masse d'oxydes de soufre présente dans un piège à oxydes d'azote. Par exemple, la publication FR 2 894 286 divulgue un système de détermination du niveau d'empoisonnement en soufre de moyens de dépollution, qui comporte notamment des moyens de calcul de la vitesse de stockage du soufre en mode pauvre calculée à partir d'une première vitesse de stockage du soufre issu du carburant consommé par le moteur et d'une seconde vitesse de stockage du soufre issu de l'huile de lubrification. Mais ce système est imprécis, car il suppose une teneur en soufre constante et connue dans le carburant et le lubrifiant. RESUME DE L'INVENTION Afin de remédier aux défauts des systèmes et des procédés connus, l'invention propose un système d'estimation de la masse d'oxydes de soufre stockée dans un piège à oxydes d'azote monté dans la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant des moyens pour mesurer la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège. - 3 - Ce système comprend : - un premier moyen d'estimation pour estimer un débit différentiel d'oxydes de soufre aux bornes du piège, - un deuxième moyen d'estimation pour estimer la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège et - un troisième moyen d'estimation pour estimer la masse d'oxydes de soufre stockée dans le piège à partir de la somme du débit différentiel d'oxydes de soufre et d'un écart calculé entre la valeur mesurée et la valeur estimée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège.

Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé d'estimation de la masse d'oxydes de soufre stockée dans un piège à oxydes d'azote monté dans la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant une mesure de concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège. Ce procédé comprend des estimations d'un débit différentiel d'oxydes de soufre aux bornes du piège et d'une concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège, et une estimation de la masse d'oxydes de soufre stockée dans le piège à partir de la somme du débit différentiel d'oxydes de soufre et d'un écart calculé entre la valeur mesurée et la valeur estimée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège.

BREVE DESCRIPTION DE LA FIGURE D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant à l'unique dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue schématique d'un système d'estimation de la masse d'oxydes de soufre stockée dans un piège à oxydes d'azote de véhicule automobile. DESCRIPTION DETAILLEE DE LA FIGURE Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique un système d'estimation 1 de la masse d'oxydes de soufre stockée dans un piège à oxydes d'azote 2 de véhicule automobile. Le véhicule comprend un moteur à combustion interne 3, par exemple un moteur diesel, qui est ici représenté avec quatre cylindres 4 alimentés en carburant, - 4 - par exemple du gazole, par une rampe d'injection 5 reliée à au moins un injecteur 6 par cylindre 4. Le moteur 3 est alimenté en air par un conduit d'admission 7 et il rejette les gaz d'échappement issus de la combustion dans une ligne d'échappement 8. Cette ligne d'échappement 8 est équipée d'un système de post-traitement des gaz d'échappement qui comprend notamment le piège à oxydes d'azote 2. Cette ligne d'échappement peut également comprendre un catalyseur et un filtre à particules (non-représentés sur la figure). De manière connue, le piège 2 à oxydes d'azote fonctionne de la façon suivante : - En mode de fonctionnement normal du moteur 3, c'est-à-dire dans des conditions de mélange pauvre (richesse inférieure à 1), le piège 2 stocke les molécules d'oxydes d'azote (NOx) émises par le moteur 3. Il adsorbe également les molécules d'oxydes de soufre (SOx) émises par le moteur 3, provenant du soufre contenu dans le carburant et l'huile consommés par le moteur 3. - En mode de purge, c'est-à-dire dans des conditions de mélange riche (richesse supérieure à 1), le piège 2 est purgé des molécules d'oxydes d'azote qu'il a stockées lors du mode normal, mais les molécules d'oxydes de soufre restent adsorbées dans le piège 2. - En mode de désulfuration, c'est-à-dire dans des conditions de mélange riche et dans des conditions de température élevées (par exemple, supérieures à 650°C) du piège 2, le piège 2 est purgé des molécules d'oxydes de soufre. Le système d'estimation 1 comprend des moyens 9 pour déterminer une valeur de concentration en oxydes d'azote à l'entrée Cnox,in du piège 2, par exemple un capteur de mesure 9 de concentration en oxydes d'azote placé à l'entrée du piège 2. Alternativement, on peut aussi estimer cette concentration en oxydes d'azote Cnox,in en fonction de paramètres du moteur 3 selon l'équation suivante (1) : Cnox,in = Onox,in (Rmot ; rmot ; Nmot ; Tmot) avec : - Rmot : richesse du moteur 3 égale au rapport entre la masse de carburant et la masse d'air injectées dans les cylindres 4 ; - rmot : couple du moteur 3 ; - 5 - - Nmot : régime du moteur 3 ; - Tmot : température du moteur 3 ; - Pnox,in : fonction d'estimation de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée du piège 2, qui peut être établie lors de la mise au point du moteur 3. Les moyens 9 de calcul de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée Cnox,in du piège 2 comprennent alors des moyens (non-représentés) pour calculer lesdits paramètres du moteur Rmot, rmot ,Nmot, Tmot à partir de calculateurs ou de capteurs non-représentés sur la figure.

Le système d'estimation 1 comprend des moyens 10 pour mesurer une valeur de concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,mes du piège 2, par exemple un capteur 10 placé à la sortie du piège 2. Il comprend aussi des moyens 11 pour mesurer la température des gaz d'échappement Tech, par exemple un capteur de température 11, et des moyens 12 pour mesurer un débit des gaz d'échappement en amont du piège 2, par exemple un débitmètre 12 placé sur la ligne d'échappement 8 entre le moteur 3 et le piège 2. Ce débit Qech peut également être calculé à partir d'un débit d'air entrant dans le moteur 3 et d'un débit de carburant selon un principe de conservation de la masse. Le système d'estimation 1 comprend en outre une unité de commande électronique UCE configurée pour recevoir les mesures et/ou les estimations effectuées par les moyens 9 à 12 via respectivement des connexions 13 à 16, afin de d'obtenir une estimation de la masse d'oxydes d'azote Msox stockées dans le piège 2. L'unité de commande électronique UCE comprend un premier moyen d'estimation 17 pour estimer un débit différentiel d'oxydes de soufre AQsox,est aux bornes du piège 2, un deuxième moyen d'estimation 18 pour estimer la concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,est du piège 2, et un troisième moyen d'estimation 19 pour estimer la masse d'oxydes de soufre Msox stockées dans le piège 2. Elle comprend également des moyens de calcul 20 et un premier moyen de détermination 21.

Les moyens de calcul 20 reçoivent la valeur estimée Cnox,out,est et la valeur mesurée Cnox,out,mes de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège respectivement transmises par les connexions 22 et 23, et transmettent la différence entre la valeur estimée Cnox,out,est et la valeur mesurée Cnox,out,mes au troisième moyen d'estimation 19 via une connexion 24.

Le premier moyen de détermination 21 est configuré pour déterminer un - 6 - premier coefficient variable Ksox et pour transmettre ce coefficient Ksox au troisième moyen d'estimation 19 via une connexion 25. Le premier moyen d'estimation 17 reçoit la mesure de la température des gaz d'échappement Tech via une connexion 26 et la mesure du débit des gaz d'échappement Qech via une connexion 27. Il reçoit la valeur estimée de la masse d'oxydes de soufre Msox issue du troisième moyen d'estimation 19 via une connexion 28 et une valeur estimée de la masse d'oxydes d'azote Mnox stockée dans le piège 2 issue d'un quatrième moyen d'estimation 29 via une connexion 30. Le premier moyen d'estimation 17 reçoit aussi une valeur estimée du vieillissement V du piège 2, issue d'un cinquième moyen d'estimation 31 via une connexion 32. Le vieillissement V est égal au rapport de la capacité maximale de stockage d'un piège 2 dans un état usagé donné, divisée par la capacité maximale du même piège 2 à l'état neuf. Par capacité maximale, on entend la capacité d'un piège vide, c'est-à-dire entièrement purgé des particules d'oxydes d'azote et de soufre. En d'autres termes, il s'agit du pourcentage résiduel de la capacité maximale d'adsorption, par les sites des matériaux de stockage (métaux précieux et support) du piège 2, des molécules polluantes entrantes. Ainsi, quand le piège 2 est neuf, son vieillissement V est égal à 1. Lorsque le piège 2 est usé, par exemple au-delà de 15000 kilomètres parcourus par le véhicule dans des conditions normales de fonctionnement, le vieillissement V peut se stabiliser à une valeur de l'ordre de 0,6. Si en revanche, en raison d'un fonctionnement anormal du véhicule, le piège est détruit, son vieillissement V prend une valeur égale à 0. Le premier moyen d'estimation 17 estime le débit différentiel d'oxydes de soufre AQsox,est aux bornes du piège 2 selon l'équation suivante (2) : AQsox,est = cPsox (Csox,in,est ; Tech ; Qech ; Msox ; Mnox ; V) (2), avec : soufre à - Csox,in,est : valeur estimée de la concentration en oxydes de l'entrée du piège 2 ; - Tech : température des gaz d'échappement ; - Qech : débit des gaz d'échappement ; - Msox : masse d'oxydes de soufre dans le piège 2 ; - Mnox : masse d'oxydes d'azote dans le piège 2 ; - V : vieillissement du piège 2 ; - 7 - - szPsox : fonction d'estimation du débit différentiel d'oxydes de soufre aux bornes du piège 2. Un mode de détermination de cette fonction est précisé dans la suite. La valeur estimée de la concentration en oxydes de soufre à l'entrée Csox,in,est du piège 2 peut être obtenue selon l'équation suivante (3) : Csox,in,est = cPsox,in (Rmot ; rmot ; Nmot ; Tmot) (3), avec : - Rmot : richesse du moteur 3 égale au rapport entre la masse de carburant et la masse d'air injectées dans les cylindres 4 ; - rmot : couple du moteur 3 ; - Nmot : régime du moteur 3 ; - Tmot : température du moteur 3 ; - Psox,in : fonction d'estimation de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée du piège 2, qui peut être établie lors de la mise au point du moteur 3. Le premier moyen d'estimation 17 comprend des moyens 33 pour calculer lesdits paramètres du moteur Rmot, rmot ,Nmot, Tmot à partir de calculateurs ou de capteurs non-représentés sur la figure. La fonction d'estimation du débit différentiel d'oxydes de soufre cPsox aux bornes du piège 2 peut être obtenue de la manière suivante : le débit différentiel AQsox,est est égal à la différence entre les débits d'oxydes de soufre entrant AQsox,in et sortant AQsox,out , c'est-à-dire au produit du débit entrant AQsox,in par une première valeur d'efficacité Esox du piège 2 représentant le pourcentage du débit d'oxydes de soufre entrant AQsox,in effectivement retenu dans le piège 2. Le débit entrant AQsox,in peut s'exprimer comme le produit du débit des gaz d'échappement Qech par la concentration en oxydes de soufre Csox,in,est des gaz entrant dans le piège 2.

Le débit différentiel AQsox,est peut s'exprimer sous la forme de l'équation suivante (4) : AQsox,est = Qech * Csox,in,est * Esox (4) avec : - 8 - Qech : débit des gaz d'échappement ; Csox,in,est : valeur estimée de la concentration en oxydes de soufre à l'entrée du piège ; Esox : première valeur d'efficacité du piège 2.

La première valeur d'efficacité Esox est une fonction de la capacité de stockage résiduelle du piège 2, en d'autres termes de la proportion de sites d'adsorption actifs sur les matériaux de stockage du piège 2 par rapport au nombre total de sites actifs quand le piège 2 est neuf et vide. Elle dépend : - du vieillissement V du piège, - de la température des gaz d'échappement Tech, des masses d'oxydes de soufre Msox et d'oxydes d'azote Mnox déjà stockées dans le piège, à un état de vieillissement V donné. La première valeur d'efficacité Esox s'exprime sous la forme de l'équation suivante (5) : Esox = V * fsox(Tech ; Msox ; Mnox) (5) avec : - V : vieillissement du piège 2 ; - Tech : température des gaz d'échappement ; - Msox : masse d'oxydes de soufre dans le piège 2 ; - Mnox : masse d'oxydes d'azote dans le piège 2 ; - fsox : première fonction d'estimation de l'efficacité du piège 2. Cette fonction, représentant la proportion de molécules d'oxydes de soufre entrantes qui est effectivement retenue dans le piège, peut être établie par des essais de caractérisation en faisant varier les paramètres Tech, Msox, Mnox. En la combinant avec l'équation (5), l'équation (4) peut se réécrire sous la forme de l'équation suivante (6) : AQsox,est = Qech * Csoc,in,est * V * f(Tech ; Msox ; Mnox) (6) Par comparaison des équations (2) et (6), la fonction cPsox d'estimation du débit différentiel d'oxydes de soufre AQsox,est aux bornes du piège 2 peut être - 9 - entièrement déterminée par la connaissance de la première fonction d'estimation de l'efficacité fsox du piège 2. Le deuxième moyen d'estimation 18 reçoit la mesure de la température des gaz d'échappement Tech via une connexion 34 et la mesure du débit des gaz d'échappement Qech via une connexion 35. Il reçoit la valeur estimée de la masse d'oxydes de soufre Msox issue du troisième moyen d'estimation 19 via une connexion 36, une valeur estimée de la masse d'oxydes d'azote Mnox stockée dans le piège 2 issue du quatrième moyen d'estimation 37 via une connexion 30, et une valeur estimée du vieillissement V du piège 2, issue du cinquième moyen d'estimation 31 via une connexion 38. Il reçoit également la valeur de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée Cnox,in du piège 2 via une connexion 39. Le deuxième moyen d'estimation 18 estime la concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,est du piège 2 selon l'équation suivante (7) : Cnox,out,est = cPnox (Cnox,in ; Tech ; Qech ; Msox ; Mnox ; V) (7), avec : - Cnox,in : valeur de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée du piège 2, - Tech : température des gaz d'échappement ; - Qech : débit des gaz d'échappement ; - Msox : masse d'oxydes de soufre dans le piège 2 ; - Mnox : masse d'oxydes d'azote dans le piège 2 ; - V : vieillissement du piège 2 ; - szl)nox : fonction d'estimation de la concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,est du piège 2. La concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,est du piège 2 peut être déterminée selon l'équation suivante (8) : Cnox,out,est = Cnox,in * (1 - Enox) (8), avec : - Cnox,in : valeur de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée du piège 2, - Enox : deuxième valeur d'efficacité du piège 2, représentant la proportion -10- des molécules d'oxydes d'azote entrant dans le piège 2 qui y est effectivement retenue. La deuxième valeur d'efficacité Enox est une fonction de la capacité de stockage résiduelle du piège 2, en d'autres termes de la proportion de sites d'adsorption actifs sur les matériaux de stockage du piège 2 par rapport au nombre total de sites actifs quand le piège 2 est neuf et qu'il ne contient pas de molécules d'oxydes de soufre ni de molécules d'oxydes d'azote. Elle dépend : - du vieillissement V du piège, - de la température des gaz d'échappement Tech, de la masse d'oxydes de soufre Msox et d'oxydes d'azote Mnox stockées dans le piège, à un état de vieillissement V donné. La deuxième valeur d'efficacité Enox s'exprime sous la forme de l'équation suivante (9) : Enox = V * fnox(Tech ; Msox ; Mnox) (9) avec : - V : vieillissement du piège 2 ; - Tech : température des gaz d'échappement ; - Msox : masse d'oxydes de soufre dans le piège 2 ; - Mnox : masse d'oxydes d'azote dans le piège 2 ; - fnox : deuxième fonction d'estimation de l'efficacité du piège 2. Cette fonction, représentant la proportion de molécules d'oxydes d'azote entrantes qui est effectivement retenue dans le piège 2, peut être établie par des essais de caractérisation en faisant varier les paramètres Tech, Msox, Mnox. En la combinant avec l'équation (9), l'équation (8) peut se réécrire sous la forme de l'équation suivante (10) : Cnox,out,est = Cnox,in * (1 - V * fnox(Tech ; Msox ; Mnox) ) (10) Par comparaison des équations (7) et (10), la fonction cPnox d'estimation de la concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,est du piège 2 peut être entièrement déterminée par la connaissance de la deuxième fonction d'estimation de l'efficacité fnox du piège 2. Le troisième moyen d'estimation 19 reçoit la valeur estimée du débit différentiel d'oxydes de soufre AQsox,est via une connexion 40, l'écart entre la valeur estimée Cnox,out,est et la valeur mesurée Cnox,out,mes de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 via la connexion 24, et le premier coefficient variable Ksox via la connexion 25. Le troisième moyen d'estimation 19 permet d'estimer la masse d'oxydes de soufre stockée dans le piège 2 selon l'équation suivante (11) : d Msox / d t = AQsox,est + Ksox * (Cnox,out,est - Cnox,out,mes) (11) avec - d Msox / d t : dérivée temporelle de la masse d'oxydes d'azote Msox ; - AQsox,est : valeur estimée du débit différentiel d'oxydes de soufre ; - Ksox : premier coefficient variable ; - Cnox,out,est : valeur estimée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 ; - Cnox,out,mes : valeur mesurée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 ; Le premier coefficient variable Ksox est une calibration qui permet de donner plus d'importance à l'estimation de l'écart entre les valeurs estimée Cnox,out,est et mesurée Cnox,out,mes de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2, ou à la valeur estimée du débit différentiel AQsox,est d'oxydes de soufre. Le premier coefficient variable Ksox peut être obtenu d'une façon théorique en utilisant, par exemple, les méthodes de type Kalman (R.E. Kalman and R. Bucy, « New results in linear filtering and prediction », Journal of basic engineering (ASME), 83D :98-108, 1961). La masse d'oxydes de soufre Msox est obtenue par intégration au cours du temps de l'équation 11. La masse Msox est initialisée, c'est-à-dire mise à zéro, après une phase de désulfuration du piège 2 qui permet d'en éliminer les molécules d'oxydes de soufre. Cette estimation permet de faire un suivi dynamique de la masse d'oxydes de soufre Msox. A chaque fois que la mesure de l'écart entre les valeurs estimée Cnox,out,est et mesurée Cnox,out,mes de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 le permet, l'amplification du premier coefficient variable Ksox permet -12- de corriger et de faire converger l'équation 11 vers la masse stockée réelle. Le quatrième moyen d'estimation 29 reçoit le débit des gaz d'échappement Qech via une connexion 41, la valeur de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée Cnox,in du piège 2 via une connexion 42 et la valeur mesurée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie Cnox,out,mes du piège 2 via une connexion 43. Le quatrième moyen d'estimation 29 permet d'estimer la masse d'oxydes d'azote stockée dans le piège 2 selon l'équation suivante (12) : d Mnox / d t = Qech * (Cnox,in - Cnox,out,mes) (12) avec : - d Mnox / d t : dérivée temporelle de la masse d'oxydes d'azote Mnox ; - Qech : débit des gaz d'échappement ; - Cnox,in : valeur mesurée ou estimée de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée du piège 2. - Cnox,out,mes : valeur mesurée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 La masse d'oxydes d'azote Mnox est obtenue par intégration au cours du temps de l'équation 11. La masse Mnox est initialisée, c'est-à-dire mise à zéro, après une phase de purge du piège 2 qui permet de purger ce dernier des molécules d'oxydes d'azote. Le cinquième moyen d'estimation 31 reçoit une valeur estimée de la variation du vieillissement V' du piège 2, provenant d'un sixième moyen d'estimation 44 via une connexion 45, l'écart entre la valeur estimée Cnox,out,est et la valeur mesurée Cnox,out,mes de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2, provenant des moyens de calcul 20 via une connexion 46, et un second coefficient variable Kv, provenant d'un second moyen de détermination 47 via une connexion 48. Le sixième moyen d'estimation 44 est configuré pour estimer la variation du vieillissement V' en fonction du vieillissement V du piège 2, qu'il reçoit du cinquième moyen d'estimation 31 via une connexion 49, et de la température Tech des gaz d'échappement, qu'il reçoit via une connexion 50, selon l'équation suivante (13) : V' = fv (V,Tech) (13) avec -13- - V : vieillissement du piège 2 ; - Tech : température des gaz d'échappement ; - fv : fonction d'estimation de la variation du vieillissement La fonction d'estimation de la variation du vieillissement fv peut être déterminée lors de la mise au point du moteur. Le second moyen de détermination 47 est configuré pour déterminer un second coefficient variable Kv et pour transmettre ce coefficient Kv au cinquième moyen d'estimation via la connexion 48. Le cinquième moyen d'estimation 31 permet d'estimer le vieillissement V du piège 2 selon l'équation suivante (14) : d V/d t= V' + Kv * (Cnox,out,est - Cnox,out,mes) (14) avec : - d V / d t: dérivée temporelle du vieillissement V ; - V' : estimation de la variation du vieillissement du piège 2 ; - Qech : débit des gaz d'échappement ; - Cnox,out,est : valeur estimée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2 ; - Cnox,out,mes : valeur mesurée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège 2. Le vieillissement V est obtenu au cours du temps par intégration de l'équation 14, à partir d'une valeur initiale de vieillissement qui est égale à 1 lorsque le piège 2 est neuf. Cette intégrale peut ensuite être calculée pendant une durée donnée après chaque phase de purge et de désulfuration qui vide le piège 2 des molécules d'oxydes d'azote et d'oxydes de soufre.

Claims

REVENDICATIONS1. Système d'estimation de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans un piège à oxydes d'azote (2) monté dans la ligne d'échappement d'un moteur (3) à combustion interne de véhicule automobile, comprenant des moyens (10) pour mesurer la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,mes) du piège (2), caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier moyen d'estimation (17) pour estimer un débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) aux bornes du piège (2), - un deuxième moyen d'estimation (18) pour estimer la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,est) du piège (2) et - un troisième moyen d'estimation (19) pour estimer la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège (2) à partir de la somme du débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) et d'un écart calculé entre la valeur estimée (Cnox,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).
2. Système d'estimation selon la revendication 1, comprenant un premier moyen de détermination (21) pour déterminer un premier coefficient variable (Ksox), et dans lequel le troisième moyen d'estimation (19) est apte à multiplier par le premier coefficient variable (Ksox) l'écart calculé entre la valeur mesurée (Cnox,out,mes) et la valeur estimée (Cnox,out,est) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).
3. Système selon la revendication 2, comprenant des moyens (12) pour mesurer un débit des gaz d'échappement (Qech) en amont du piège (2) et dans lequel le premier moyen de détermination (21) est apte à déterminer le premier coefficient variable (Ksox) proportionnellement à la mesure du débit des gaz (Qech).
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant : - des moyens (11,12) pour mesurer une température des gaz d'échappement (Tech) et un débit des gaz d'échappement (Qech) en amont du piège (2), - des moyens (33) pour déterminer une concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège (2),-15- - d'un quatrième moyen d'estimation (29) pour estimer une masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2), et - d'un cinquième moyen d'estimation (31) pour estimer un vieillissement (V) du piège (2), et dans lequel le premier moyen d'estimation (17) est en outre configuré pour estimer le débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) aux bornes du piège (2) à partir des mesures de température (Tech) et de débit (Qech) des gaz, et des valeurs estimées de la concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège (2), de la masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2), de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège (2), et du vieillissement (V) du piège (2).
5. Système selon la revendication 4, dans lequel les moyens (33) de détermination de la concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège (2) sont aptes à estimer : - une richesse (Rmot) du moteur (3), - un couple (rmot) du moteur (3), - un régime (Nmot) du moteur (3), et - une température (Tmot) du moteur (3), lesdits moyens (33) étant en outre aptes à estimer la concentration en oxydes de soufre à l'entrée (Csox,in,est) du piège à partir des estimations de la richesse (Rmot), du couple (rmot), du régime (Nmot) et de la température (Tmot) du moteur (3).
6. Système selon la revendication 4 ou 5, comprenant des moyens (9) de détermination d'une concentration en oxydes d'azote à l'entrée (Cnox,in) du piège (2), et dans lequel le quatrième moyen d'estimation (29) est apte à estimer la masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2) à partir du débit des gaz d'échappement (Qech), de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée (Cnox,in) du piège et de la valeur mesurée de la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,mes) du piège (2).
7. Système selon la revendication 4,5 ou 6, comprenant un sixième moyen d'estimation (44) pour estimer une variation du vieillissement (V') du piège en fonction du vieillissement (V) et de la température des gaz d'échappement (Tech), et dans lequel le cinquième moyen d'estimation (31) estime le vieillissement (V) du piège à partir de la somme de la variation du vieillissement (V') du piège et de l'écart calculé entre la valeur estimée-16- (Cnox,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).
8. Système selon la revendication 7, comprenant un second moyen de détermination (47) pour déterminer un second coefficient variable (Kv), et dans lequel le cinquième moyen d'estimation (31) est apte à multiplier par le second coefficient variable (Kv) l'écart entre la valeur estimée (Cnox,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).
9. Système selon la revendication 8, dans lequel le second moyen de détermination (47) est apte à déterminer le second coefficient variable (Kv) proportionnellement à la mesure du débit des gaz (Qech).
10. Système selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel le deuxième moyen d'estimation (18) est apte à estimer la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,est) du piège (2) à partir des mesures de température (Tech) et de débit (Qech) des gaz, de la valeur de la concentration en oxydes d'azote entrant (Cnox,in) dans le piège (2), de la masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège, de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège, et du vieillissement (V) du piège (2).
11. Procédé d'estimation de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans un piège (2) à oxydes d'azote monté dans la ligne d'échappement d'un moteur (3) à combustion interne de véhicule automobile, comprenant une mesure de concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,mes) du piège (2), caractérisé en ce qu'il comprend : - une estimation d'un débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) aux bornes du piège (2), - une estimation d'une concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,est) du piège (2), et - une estimation d'une masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège (2) à partir de la somme du débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) et d'un écart calculé entre la valeur estimée (Cnot,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).
12. Procédé selon la revendication 11, comprenant une détermination d'un premier coefficient variable (Ksox), et dans lequel on multiplie l'écart calculé par le premier coefficient variable (Ksox).-17-
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel on mesure un débit des gaz d'échappement (Qech) en amont du piège (2) , et dans lequel on multiplie l'écart calculé par le premier coefficient variable (Ksox).
14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, comprenant - des mesures d'une température des gaz d'échappement (Tech) et d'un débit des gaz d'échappement (Qech) en amont du piège (2), - une estimation d'une concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège (2), - des estimations d'une concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège (2), d'une masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2) et d'un vieillissement (V) du piège (2), et dans lequel on estime le débit différentiel d'oxydes de soufre (AQsox,est) aux bornes du piège (2) à partir des mesures de température (Tech) et de débit (Qech) des gaz d'échappement, de la valeur estimée de la concentration en oxydes de soufre entrant (Csox,in,est) dans le piège et des estimations de la masse d'oxydes d'azote (Mnox), de la masse d'oxyde de soufre (Msox) et du vieillissement (V).
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on estime une richesse (Rmot), un couple (rmot), un régime (Nmot) et une température (Tmot) du moteur (3), et dans lequel on estime la concentration en oxydes de soufre à l'entrée (Csox,in,est) du piège (2) à partir des estimations de la richesse (Rmot), du couple (rmot), du régime (Nmot) et de la température (Tmot) du moteur (3).
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, comprenant une détermination d'une concentration en oxydes d'azote à l'entrée (Cnox,in) du piège (2), et dans lequel on estime la masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2) à partir du débit des gaz d'échappement (Qech), de la concentration en oxydes d'azote à l'entrée (Cnox,in) du piège (2) et de la mesure de la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,mes) du piège (2).
17. Procédé selon la revendication 14, 15 ou 16, comprenant une estimation de la variation du vieillissement (V') du piège (2) en fonction du vieillissement (V) et de la température des gaz d'échappement (Tech), et dans lequel on estime le vieillissement (V) du piège (2) à partir de la somme de la variation du vieillissement (V') et de l'écart calculé entre la valeur estimée (Cnox,out,est) et la valeur mesurée (Cnox,out,mes) de la concentration en oxydes d'azote à la sortie du piège (2).-18-
18. Procédé selon la revendication 18, comprenant une détermination d'un second coefficient variable (Kv), et dans lequel on multiplie I 'écart calculé par le second coefficient variable (Kv).
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel on dans lequel on mesure un débit des gaz d'échappement (Qech) en amont du piège (2) , et dans lequel on multiplie l'écart calculé par le second coefficient variable (Kv).
20. Procédé selon l'une des revendications 16 à 19, dans lequel on estime la concentration en oxydes d'azote à la sortie (Cnox,out,est) du piège (2) à partir des mesures de température (Tech) et de débit (Qech) des gaz, de la valeur de la concentration en oxydes d'azote entrant dans le piège (Cnox,in), de la masse d'oxydes d'azote (Mnox) stockée dans le piège (2), de la masse d'oxydes de soufre (Msox) stockée dans le piège (2), et du vieillissement (V) du piège (2). 20