FR3081556A1 - Procédé de commande d’un capteur pour saisir au moins une fraction d’un composant gazeux d’un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure - Google Patents

Abstract

Titre : Procédé de commande d’un capteur pour saisir au moins une fraction d’un composant gazeux d’un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure Procédé de commande d’un premier capteur (116) pour la saisie d’une fraction d’un premier et d’un second composant gazeux d’un mélange de gaz dans une chambre de mesure (112), et pour notamment de l’oxygène dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. Le premier capteur (116) saisit une première valeur en corrélation avec la fraction du composant et une seconde valeur en corrélation avec la fraction du second composant. La première et la seconde valeur de mesure sont transmises à une première unité de commande de capteurs (120), donnant la fraction du premier composant. Avec une interface (138) on transmet une information a priori concernant le futur changement de gaz à la première unité (120), pour modifier une propriété dynamique du premier capteur (116). Figure 1

Description

Description

Titre de l'invention : Procédé de commande d’un capteur pour saisir au moins une fraction d’un composant gazeux d’un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un procédé de commande d’un premier capteur pour la saisie d’au moins une fraction d’un premier composant gazeux dans un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure, notamment pour prouver qu’il n’y a pas d’oxygène gazeux, de préférence un oxyde d’azote et pour saisir au moins une fraction d’un second composant gazeux du mélange de gaz dans la chambre de gaz de mesure, notamment de l’oxygène dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, le premier capteur saisissant au moins une première valeur de mesure en corrélation avec la fraction du composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure et une seconde valeur de mesure en corrélation avec la fraction du second composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure, la première valeur de mesure et la seconde valeur de mesure étant transmises à une première unité de commande de capteurs, la première unité de commande de capteurs donnant à partir de la première valeur de mesure, la fraction du premier composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure.

[0002] L’invention se rapporte également à un programme d’ordinateur pour exécuter les étapes du procédé et à une mémoire électronique contenant l’enregistrement du programme d’ordinateur.

Technique antérieure [0003] Selon l’état de la technique on connaît des procédés de commande de capteurs pour saisir au moins une propriété d’un fluide, notamment pour prouver la présence d’au moins une fraction d’un gaz dans un mélange de gaz. L’invention sera décrite ci-après sans limitation de développement possible, essentiellement en référence à des capteurs servant à la saisie quantitative et/ou qualitative d’au moins une fraction, notamment d’une pression partielle et/ou d’une fraction volumique et/ou d’une fraction massique d’un gaz dans un mélange de gaz dans un système de post-traitement des gaz d’échappement. Le gaz est le gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, notamment dans le domaine des véhicules automobiles. Comme capteur de saisie de la fraction de gaz, on peut notamment utiliser une sonde lambda, un capteur NOx, un capteur SOx, un capteur COx.

[0004] Selon l’état de la technique on connaît différentes variantes de sondes lambda et parmi ces sondes lambda, des sondes avec une cellule qui utilisent des flux de matière, notamment des flux d’oxygène entre deux volumes en équilibre tels qu’une chambre à gaz à l’extérieur de la sonde lambda ou une cavité de gaz dans la sonde lambda. L’un des flux de matière est poussé par la différence des concentrations à travers une barrière de diffusion. Un autre flux de matière est commandé par l’application d’un courant de pompage à travers un électrolyte solide et deux électrodes, notamment des électrodes de pompage. Le courant de pompage est régulé, de préférence pour qu’une concentration en oxygène constante et très faible, s’établisse dans la cavité de gaz. Le profil de concentration sur la barrière de diffusion est défini par un point de régulation constant dans la cavité de gaz, notamment une tension de consigne constante, se traduisant par une concentration en oxygène et par une concentration d’oxygène côté gaz d’échappement. Le flux d’entrée des molécules d’oxygène venant de la chambre de gaz de référence et arrivant dans la cavité de gaz s’établit en fonction de ce profil de concentration univoque et correspond au courant de pompage régulé. Ainsi, le courant de pompage peut servir de valeur de mesure pour la concentration d’oxygène dans la chambre de gaz de mesure, notamment pour la concentration en oxygène côté gaz d’échappement. Les sondes lambda comparent ainsi la fraction résiduelle d’oxygène contenu dans les gaz d’échappement à la fraction d’oxygène dans une atmosphère de gaz de référence qui se trouve à l’intérieure de la sonde lambda comme air ambiant ; elles indiquent si le gaz d’échappement correspond à un mélange riche (c’est-à-dire λ<1 correspondant à un mode de fonctionnement riche du moteur à combustion interne) ou à un mélange maigre (λ>1 ; moteur à combustion interne fonctionnant en mode maigre). En variante, on peut utiliser des sondes lambda à bande large qui, en plus de la cellule de pompage décrite, comportent une électrode de Nernst dans la cavité de gaz et une électrode de référence dans la chambre de gaz de référence formant en combinaison, la cellule de Nernst. D’autres détails de sondes lambda se trouvent, par exemple, dans le document Reif, K., Deitsche, K.-H. et al., Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, pages 1338-1343.

[0005] On connaît également des procédés et des capteurs pour détecter au moins une fraction d’un composant gazeux combiné à de l’oxygène dans un mélange gazeux, notamment dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. Cette détection consiste à saisir la fraction d’oxygène résultant de la réduction du composant gazeux, notamment de l’oxyde d’azote NOx avec l’oxygène combiné en présence d’oxygène moléculaire. Pour cela on utilise des procédés et des capteurs NOx pour prouver l’existence d’une fraction d’oxyde d’azote NOx dans le mélange gazeux en procédant à la saisie de la fraction d’oxygène généré par la réduction du composant gazeux avec de l’oxygène combiné, en présence d’oxygène moléculaire, notamment par la réduction de l’oxyde d’azote NOx à l’aide d’un catalyseur-accumulateur adapté à cela pour pouvoir détecter la présence de la fraction d’oxygène dans l’oxyde d’azote

NOx contenu dans le mélange gazeux. En variante, on peut également utiliser un capteur d’ammoniac (capteur NH3).

[0006] Le capteur NOx peut comporter notamment une première cellule de pompage encore appelée cellule d’oxygène appliquée contre une première cavité de gaz en communication avec la chambre de gaz de mesure. Lorsqu’on applique une tension ou un courant, la première cellule de pompage échange l’oxygène avec la première cavité de gaz (introduit l’oxygène ou en extrait l’oxygène). La tension ou l’intensité du courant sont commandées pour régler dans la première cavité de gaz, une première pression partielle d’oxygène d’une valeur prédéfinie ou voisine de cette valeur. Le capteur NOx comporte en outre une cellule de Nernst comportant une électrode de Nernst dans une première cavité de gaz et une électrode de référence dans une chambre de gaz de référence. La cellule de Nernst est notamment conçue pour déterminer la pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz. Entre les électrodes de la cellule de Nernst, il s’établit une tension, c’est-à-dire la tension de Nernst UVS dont la grandeur dépend du rapport de la pression partielle d’oxygène dans la première cavité à celle dans la chambre de gaz de référence. Pour une pression partielle 02- connue, dans la chambre de gaz de référence, avec la tension de Nernst, on peut également obtenir la pression partielle dans la première cavité. Le composant gazeux introduit dans la première cavité et comportant de l’oxygène combiné, de préférence de l’oxyde d’azote NOx, peut ainsi traverser en grande partie la première cavité de gaz.

[0007] En outre, le capteur NOx dispose d’une chambre de gaz de référence qui sert de référence de pompage. Elle est réalisée comme décrit ci-après. Une source de courant constant fournit un courant de pompage de référence ICP appliqué à l’électrode de référence. La source de courant constant est conçue pour qu’indépendamment de la charge qui lui est appliquée, elle fournit un courant de sortie constant. L’oxygène moléculaire est dissocié sur l’électrode de Nernst dans la première cavité de gaz, avec les électrons du courant de pompage de référence IcP, on forme des ions d’oxygène O2-. Ces ions sont pompés en continu de la chambre de gaz de référence et sur l’électrode de référence les ions 02- se recombinent en oxygène moléculaire 02. La tension de Nernst UVS régulée selon une valeur de consigne, se détermine avec le rapport de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et de la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence. Il en résulte que la première pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence a une valeur définie que l’on fixe à l’aide du courant de pompage de référence IcP. L’amplitude de la pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence est pratiquement proportionnelle au courant de référence. D’autres détails des sondes NOx se trouvent dans le document Reif, K., Deitsche, K.-H. et al., Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, pages 1344-1345.

[0008] Dans un système de post-traitement des gaz d’échappement comportant un catalyseur accumulateur NOx, pendant le mode de fonctionnement maigre pour λ>1, les oxydes d’azote NOx se fixent dans la couche catalytique du catalyseur-accumulateur. Pour réduire les oxydes d’azote NOx stockés en azote moléculaire N2, on commute brièvement le moteur en mode riche avec λ<1. Une telle phase de fonctionnement peut également être appelée phase de régénération. A partir de la teneur en oxygène déterminée dans le catalyseur accumulateur NOx, on peut définir la fin de la phase de régénération pour laquelle le catalyseur accumulateur NOx est très déchargé. Un signal d’oxygène ainsi déterminé pour le serveur NOx selon la description ci-dessus indique, de façon caractéristique, les écarts entre la teneur en oxygène déterminée par la sonde lambda à la fois au passage λ>1 vers λ<1 (passage maigre-riche) que pour le passage λ<1 vers λ>1 (passage riche / maigre). Ces écarts sont appelés habituellement « ondulation lambda 1 ». Dans la suite de cette description on pourra notamment influencer de manière négative la preuve de la fin de la phase de régénération.

[0009] EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION [0010] A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de commande d’un premier capteur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu’à l’aide d’une interface, on transmet au moins une information a priori, concernant le futur changement de gaz, à la première unité de commande de capteur qui utilise l’information a priori, transmise, pour modifier au moins une propriété dynamique du premier capteur.

[0011] En d’autres termes, la présente invention a pour objet un procédé de commande d’un capteur pour saisir au moins une fraction d’un premier composant de gaz dans un mélange de gaz d’une chambre de gaz de mesure, notamment pour prouver l’absence d’oxygène gazeux, de préférence d’un oxyde d’azote dans les gaz de combustion d’un moteur à combustion interne. L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur pour l’exécution des étapes du procédé et une mémoire électronique contenant l’enregistrement d’un tel programme.

[0012] Pour la mise en œuvre du procédé, on utilise au moins un premier capteur et de préférence un second capteur, de préférence exactement un premier capteur et de préférence exactement un second capteur qui ont un élément de capteur pour la saisir une propriété d’un fluide notamment des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne et ayant les caractéristiques décrites ci-dessus. Le premier capteur est un capteur pour prouver qu’il n’y a pas d’oxygène à l’état gazeux, de préférence un oxyde d’azote, notamment par un capteur NOx. En variante, on peut également utiliser un capteur d’ammoniac ou capteur NH3. Dans la suite de la description et sans limiter la généralité, on décrira un capteur NOx ; comme second capteur qui est un capteur pour détecter de l’oxygène, on utilisera notamment une sonde lambda ou un autre capteur NOx qui, comme décrit ci-dessus, peut s’utiliser également comme capteur d’oxygène. D’autres développements sont également possibles.

[0013] Chaque capteur est notamment conçu pour saisir au moins une valeur de mesure en corrélation avec la fraction du composant respectif de gaz dans la chambre de gaz de mesure. L’expression valeur de mesure en corrélation correspond au fait que la valeur de mesure saisi dépend de la fraction du composant respectif de gaz dans la chambre de gaz de mesure en particulier sous la forme d’une relation linéaire ou sous la forme d’une relation non linéaire, par exemple, d’une relation logarithmique. D’autres types de relations sont toutefois possibles. Dans l’application d’au moins une première grandeur électrique, le premier capteur peut saisir une première valeur de mesure en corrélation avec la fraction du premier composant de gaz dans la chambre de gaz de mesure pendant que le second capteur, par l’application d’au moins une seconde grandeur électrique, peut saisir la seconde valeur de mesure en corrélation avec le second composant de gaz dans la chambre de gaz de mesure. A la fois la première grandeur électrique et la seconde grandeur électrique sont, de préférence, le courant de pompage ou la tension de pompage.

[0014] Comme déjà présenté, le capteur NOx peut recevoir le gaz de la chambre de gaz de mesure par un chemin d’accès de gaz dans une chambre de décomposition équipée d’au moins une électrode de capteur ayant des propriétés catalytiques ; le premier composant de gaz se décompose sur l’électrode de manière catalytique en donnant comme produits de décomposition, le second composant de gaz, notamment l’oxygène pompé par le chemin d’accès de gaz à l’aide de l’électrode de mesure installée dans ce chemin. Au moins l’un des produits de décomposition de la seconde chambre de gaz/ chambre de décomposition passe sur la contre-électrode dans la chambre de gaz de référence. Ce courant de pompage résulte de l’application d’une tension ou d’une intensité à la contre-électrode dans la chambre de gaz de référence. Le courant de pompage est saisi comme valeur de mesure en corrélation avec la fraction du premier composant de gaz.

[0015] La valeur de mesure ainsi saisie, peut être appliquée en continu ou de manière discontinue à une unité de commande de capteur correspondante ; cette unité de commande de capteur est conçue pour déterminer à partir de cette valeur de mesure saisie et transmise, la fraction du composant de gaz concerné pour lequel le capteur est conçu dans la chambre de gaz de mesure. Ainsi, la première unité de commande de capteur saisit à partir de la première valeur de mesure, la fraction du premier composant de gaz, notamment du gaz qui n’est pas de l’oxygène, de préférence de l’oxyde d’azote, dans la chambre de gaz de mesure ; à partir de la seconde valeur de mesure on détermine la fraction du second composant de gaz, notamment l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure. Comme le capteur d’oxyde d’azote comporte en plus d’une cellule NOx, également une cellule 02, il peut mesurer en même temps l’oxygène et les oxydes d’azote. De plus, une seconde unité de commande de capteur prévue de préférence, peut déterminer indépendamment de cela, la fraction du second composant de gaz, notamment de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure à partir de la seconde valeur de mesure.

[0016] L’unité de commande de capteur associée à un capteur peut être intégrée dans l’unité de gestion du moteur encore désigné par ces abréviations ECU, EDC ou DCU, l’unité de gestion du moteur assurant ainsi en même temps ou au moins en partie la commande du moteur à combustion interne. En variante, l’unité de commande de commande de capteur associée à ce capteur peut également se présenter sous la forme d’une unité de commande distincte, communiquant avec l’unité de gestion du moteur à l’aide d’une interface, notamment une interface de communication numérique.

[0017] De préférence, au moins un capteur NOx dispose, de manière caractéristique, de sa propre unité de commande de capteur encore appelée en abrégé unité SCU, alors que l’unité de gestion du moteur peut assurer en même temps la commande d’au moins une sonde qui, selon un développement préférentiel, est une sonde lambda. En particulier, l’unité de commande de capteur, propre au capteur NOx, comporte une électronique pour commander le procédé électrochimique et des modes de fonctionnement intégrés dans le capteur NOx alors que, pour une sonde lambda, son électronique de commande est, de préférence, intégrée dans l’unité de gestion du moteur. En variante ou en plus, la première unité de commande de capteur pour le capteur NOx présent peut être intégrée dans l’unité de gestion du moteur.

[0018] L’interface de communication numérique dispose, de préférence, d’un bus de données numériques qui peut utiliser un protocole série de communication, notamment le protocole de communication série CAN (Controller Area Network) permettant une communication bidirectionnelle. Ainsi, l’unité de commande propre du capteur NOx peut envoyer au moins une valeur de mesure saisie ou une valeur en corrélation avec celle-ci sous la forme de données dans des messages CAN à l’unité de gestion du moteur. La valeur en corrélation est ainsi liée à la valeur de mesure saisie par une liaison (fonction) notamment sous la forme d’une liaison ou fonction linéaire mais aussi sous la forme d’une liaison ou fonction non linéaire telle que, par exemple, une conversion analogique / numérique. D’autres types de relations (fonctions) entre la valeur en corrélation et la valeur de mesure saisies sont également envisageables. Il est connu que l’unité de gestion du moteur envoie habituellement seulement des données comprenant un signal de fin de point de rosée (TPE), de manière cyclique vers la propre unité de commande du capteur NOx pour que cette propre unité de commande du capteur NOx qui reçoit un tel signal TPE, active le mode de mesure du capteur NOx et le maintient aussi longtemps qu’elle reçoit le signal envoyé de manière cyclique.

[0019] Selon le présent procédé, au moins une information a priori concernant le changement de gaz futur est envoyé par l’interface, notamment par l’interface de communication numérique, de préférence à l’aide d’un protocole de communication approprié, notamment à l’aide du protocole de communication série CAN déjà évoqué, à la première unité de commande de capteur associée au premier capteur. De manière particulièrement préférentielle, la transmission de l’information a priori peut se faire sous la forme d’un grand nombre de valeurs par l’interface ; la transmission se fait de manière continue ou discontinue, en particulier toujours lorsqu’au moins une autre information a priori concernant le changement de gaz futur est disponible. D’autres développements sont toutefois possibles.

[0020] L’information a priori concernant le changement de gaz futur peut comporter notamment une indication concernant le changement, par le passage du présent mode de fonctionnement à un autre mode de fonctionnement ; le mode de fonctionnement est choisi entre le « mode riche » selon lequel le mélange de gaz a une valeur lambda <1 (λ< 1) ou le mode maigre dans lequel le coefficient lambda du mélange de gaz examiné est >1 (λ> 1). Le futur changement de gaz est ainsi notamment un passage du mode maigre vers le mode riche (appelé changement maigre-riche) ou du mode riche au mode maigre (appelé changement riche-maigre).

[0021] De manière préférentielle, l’information a priori comprend des informations concernant le futur changement de gaz encore appelé messages de régénération NSC dans lesquels on signale à la première unité de commande de capteur qu’il y aura un changement maigre-riche. En variante ou en plus, l’information a priori peut comporter pour le futur changement de gaz, une seconde valeur de mesure saisie par le second capteur, une valeur de mesure en corrélation avec la fraction de la seconde composante de gaz, notamment de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure. La seconde valeur de mesure en corrélation avec la fraction de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure est ainsi combinée au mode de fonctionnement du moteur à combustion interne par le coefficient lambda.

[0022] Selon le présent procédé, la première unité de commande de capteur utilise l’information a priori concernant le futur changement de gaz obtenu à partir de l’interface pour modifier au moins une caractéristique dynamique du premier capteur. L’expression a priori désigne ici notamment le fait que l’on utilise des informations déjà disponibles pour permettre à l’unité de commande du capteur d’influencer les états et les équilibres électrochimiques dans le capteur et ainsi d’avoir une caractéristique de transfert et une dynamique de capteur en faisant varier les tensions électriques et/ou les courants électriques aux interfaces électriques entre l’unité de commande de capteur et le capteur, de façon ciblée pour les influencer et modifier ainsi de façon souhaitée.

[0023] La modification d’au moins une propriété ou caractéristique dynamique du premier capteur peut se faire, de préférence, en ce que l’on régule la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz selon laquelle on régule le système, en faisant varier la grandeur guide selon laquelle la grandeur de régulation, c’est-à-dire la tension de Nernst UVS (entre la première cavité de gaz et la chambre de gaz de référence) est régulée. En variante, en modifiant le courant de pompage ICP de la chambre de gaz de référence, on peut modifier à la fois la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et aussi la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence. En modifiant la première pression partielle d’oxygène et, selon un mode de réalisation préférentiel, également la seconde pression partielle d’oxygène sur laquelle on régule le système, on peut modifier la caractéristique de fonctionnement du premier capteur et ainsi notamment son comportement dynamique.

[0024] D’autres possibilités de modification d’au moins une propriété dynamique du premier capteur sont envisageables et peuvent être appliquées.

[0025] Le comportement dynamique du capteur peut ainsi être adapté au futur changement de gaz. Cela se réalise par une modification ciblée de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz ou par une modification commune de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et de la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence. Comme déjà décrit, on peut ainsi adapter la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz en modifiant une grandeur guide selon laquelle on régule la tension de Nernst UVS comme grandeur de régulation. Une modification commune à la fois de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et aussi de la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence peuvent s’obtenir par une adaptation du courant de pompage ICP.

[0026] Ainsi, dès avant le futur changement de gaz, notamment par un passage, c’est-à-dire un passage maigre-riche ou un passage riche-maigre, passage pour lequel on a λ>1 vers λ<1 ou un passage de λ<1 vers λ>1, l’information a priori concernant le futur changement de gaz se traduit par une modification de la fraction du second composant de gaz, notamment de l’oxygène à la première position dans la chambre de gaz de mesure avec ensuite au moins une propriété dynamique, notamment un état électrochimique du premier capteur qui sera adapté au futur changement de gaz. L’information a priori peut notamment servir à adapter la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz du capteur NOx pour le futur changement de gaz. En variante, l’information a priori peut servir à adapter à la fois la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et aussi la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence du capteur NOx pour la variation future de la composition du mélange de gaz. Ainsi, les densités de charges électriques sur les électrodes correspondantes du premier capteur, notamment du capteur NOx seront telles que les perturbations décrites initialement des valeurs de mesure d’oxygène, notamment par l’ondulation Lambda - 1 ne se répercuteront que de manière très faible. La première unité de commande de capteur utilise l’information a priori ainsi transmise pour faire varier au moins une propriété ou caractéristique dynamique du premier capteur et en même temps aussi pour déterminer la fraction du second composant de gaz, notamment de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure, cette seconde valeur de mesure intervenant dans cette détermination.

[0027] Pendant que le gaz de la chambre de gaz de mesure peut être appliqué à une première position du premier capteur, selon un développement particulier de la présente invention, on peut fournir un autre mélange de gaz de la chambre de gaz de mesure à un second capteur, à une seconde position. L’expression position utilisée ici désigne un emplacement où le capteur dispose d’une alimentation en gaz venant de la chambre de gaz de mesure. La réalisation pratique de cette alimentation ou fourniture de gaz est sans importance dans la mesure où cette fourniture ou alimentation est conçue pour faire passer le gaz sans retard important sur le capteur concerné. Selon ce développement préférentiel, la seconde position est, de préférence en amont de la première position dans la chambre de gaz de mesure. L’expression amont concerne la direction selon laquelle se produit le flux de gaz dans la chambre de gaz de mesure. Ce type de disposition des alimentations ou fournitures de gaz pour les deux capteurs se traduit par une sollicitation successive dans le temps des deux capteurs pour que le gaz de la chambre de gaz de mesure arrive tout d’abord sur le second capteur puis seulement après un certain intervalle de temps, sur le premier capteur. Cet intervalle de temps est avantageusement utilisé notamment pour que le second capteur saisisse la seconde valeur de mesure en corrélation avec le second composant de gaz, notamment l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure, pour que cette seconde valeur de mesure soit fournie à la seconde unité de commande de capteur et que cette seconde valeur de mesure ou la valeur en corrélation avec celle-ci soit transmise à la première unité de commande de capteur qui utilise cette seconde valeur de mesure ou la valeur en corrélation avec celle-ci comme information a priori concernant le futur changement de gaz pour adapter au moins une propriété dynamique du premier capteur. L’intervalle de temps qui est le temps de parcours du gaz entre les deux capteurs est, par exemple, déterminé par la corrélation des signaux de mesure du premier et du second capteurs.

[0028] Selon un développement, l’invention a également pour objet un programme d’ordinateur conçu pour exécuter les étapes du procédé décrit ci-dessus.

[0029] Selon un autre développement, l’invention a pour objet une mémoire électronique conçue pour enregistrer un programme d’ordinateur conçu comme indiqué ci-dessus. La mémoire électronique se trouve, de préférence, dans la première unité de commande de capteur et/ou dans l’unité de gestion du moteur.

Brève description des dessins [0030] La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation d’un procédé de commande d’un capteur pour saisir au moins une partie d’un composant gazeux d’un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure représenté dans les dessins annexés dans lesquels :

[0031] [fig-1] est une représentation schématique d’un dispositif préférentiel comprenant une chambre de gaz de mesure, un capteur NOx, une unité de commande de capteur NOx, une sonde lambda et une unité de gestion de moteur.

[0032] [fig.2] montre le chronogramme du signal de mesure de la pression partielle d’oxygène dans la sonde lambda et du capteur NOx (état de la technique) laissant bien apparaître une perturbation du signal de mesure de la pression partielle d’oxygène par l’ondulation lambda 1.

[0033] [fig.3A] [0034] [fig.3B] [0035] [fig.3C] [0036] [fig.3D] [0037] [fig.3E] [0038] [fig.3F] est une représentation schématique du chronogramme de différentes grandeurs de mesure dans la sonde lambda et le capteur NOx.

[0039] [fig.4A] [0040] [fig.4B] est une comparaison du chronogramme des signaux de mesure de la pression partielle d’oxygène et de l’alternance maigre-riche ou de l’alternance riche-maigre des gaz de mesure pour différentes pressions partielles d’oxygène dans la première cavité de gaz du capteur, les pressions partielles d’oxygène étant régulées par la tension de Nemst UVS définie pour différentes grandeurs-guides.

[0041] [fig.5A] [0042] [fig.5B] est une représentation de l’effet des variations du chronogramme de la pression partielle d’oxygène dans la cellule de pompage de référence à cause de l’effet d’une variation du courant de pompage ICP sur l’ondulation Lambda 1 (figure 5A) et sur le signal NOx mesuré (figure 5B), à la fois la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et aussi la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence étant adaptée en fonction du courant de pompage ICP.

[0043] Description du mode de réalisation de l’invention [0044] La figure 1 montre une représentation schématique d’un dispositif préférentiel 110 installé dans la conduite des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne comportant une chambre de gaz de mesure 112, un premier capteur 116 installé dans une première position 114 de la chambre de gaz de mesure 112 ; ce premier capteur est ici sous la forme d’un capteur NOx ; il comprend également une première unité de commande de capteur 120 reliée par une première liaison 118 au capteur NOx 116 ; un second capteur 124 installé à une seconde position 122 dans la chambre de gaz de mesure 112 qui se présente sous la forme d’une sonde lambda ainsi qu’une unité de gestion de moteur 128 reliée par une seconde liaison 126 à la sonde lambda 124 ; dans ce mode de réalisation, il est prévu une seconde unité de commande de capteur 130 pour la sonde lambda 124.

[0045] Selon une variante de réalisation, le second capteur 124 peut être sous la forme d’un capteur NOx ; dans cette réalisation, on peut utiliser un seul capteur NOx et aussi le capteur 116 ainsi que le second capteur 124. En variante, la première position 114’, 114” pour le capteur NOx, 116’, 116” ainsi que la seconde position alternative 122’, 122” pour les sondes lambda 124’, 124” sont indiquées, à titre d’exemple, dans la chambre de gaz de mesure 112. La première et la seconde liaisons correspondantes avec l’unité de commande de capteur 120, 130 respective ne sont pas représentées ici.

[0046] La chambre de gaz de mesure 112 dispose d’une conduite d’entrée 132 et d’une conduite de sortie 134 qui fixent la direction du flux gazeux 136 dans la chambre de gaz de mesure 112. Selon le présent procédé, il est proposé que la seconde position 122, 122’, 122” avec les sondes lambda 124, 124’, 124” soit dans la chambre de gaz de mesure 112, en amont de la première position 114, 114’ où se trouve le capteur NOx 116, 116’ dans la chambre de gaz de mesure 112.

[0047] Comme cela apparaît à la figure 1, l’expression amont indique que le gaz venant de la chambre de gaz de mesure 112 passe dans la direction du flux de gaz 136 dans la chambre de gaz de mesure 112 tout d’abord sur la sonde lambda 124, 124’, 124” et seulement ensuite après un intervalle de temps, le gaz traverse également le capteur NOx 116, 116’.

[0048] Cet intervalle de temps entre l’application sur la sonde lambda 124, 124’, 124” et le capteur NOx 116, 116’ du gaz de mesure venant de la chambre de gaz de mesure 112 est particulièrement utile selon le présent procédé de l’invention notamment pour que la sonde lambda 124, 124’, 124” puisse saisir une seconde valeur de mesure avec une fraction d’un second composant de gaz, notamment de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure 112, avec mise en corrélation ; cette seconde valeur de mesure est fournie à la seconde unité de commande de capteur 130 et cette seconde valeur de mesure ou une valeur en corrélation avec celle-ci, peut être transmise par une interface 138 à la première unité de commande de capteur 120. La première unité de commande de capteur 120 peut utiliser la seconde valeur de mesure ou une valeur en corrélation avec celle-ci, comme information a priori concernant le changement futur de gaz pour modifier au moins une propriété dynamique du détecteur NOx 116, 116’. On peut régler l’intervalle de temps, notamment en tenant compte de la vitesse d’écoulement du flux gazeux 136, de la distance entre la sonde lambda 124, 124’, 124” et le capteur NOx 116, 116’ ainsi que de la vitesse de traitement des unités de commande de capteur 120, 128 à l’aide d’un calcul de corrélation pour que l’intervalle de temps soit suffisant pour exécuter les différentes étapes du procédé présenté à l’intérieur de cet intervalle de temps.

[0049] Selon un autre développement préférentiel, le dispositif 110 comporte uniquement le premier capteur NOx 116 à la position 114. Dans ce mode de réalisation, l’unité de gestion de moteur 128 (ECU) peut faire fonctionner le moteur pour la régénération en le mettant en mode de fonctionnement riche (λ< 1 ). Ainsi, on a déjà les informations a priori concernant le futur changement de gaz, c’est-à-dire le passage maigre-riche et par cette information a priori dont dispose l’unité de gestion de moteur 128 (ECU) on peut transmettre cette information a priori par des message CAN vers la première unité de commande de capteur 120 (SCU) et le cas échéant, vers d’autres récepteurs. Par exemple, le passage du mode de fonctionnement normal vers le mode de régénération NSC par l’émission cyclique d’un message de régénération NSC par l’interface 138 (CAN) peut se faire vers la première unité de commande de capteur 120. La première unité de commande de capteur 120 peut utiliser cette information a priori pour adapter au moins la pression partielle d’oxygène dans les cavités de gaz du capteur NOx 116, en l’adaptant de manière ciblée selon l’événement futur. Cela permet de réduire les différences de charges électriques sur les électrodes, en procédant de manière appropriée ; ainsi on réduit de manière ciblée l’ondulation lambda 1 du signal 02 dans le capteur NOx 116 ; le signal 02 est également considéré dans le capteur NOx 116 comme seconde valeur de mesure. Ainsi, la première unité de commande de capteur 120 utilise la seconde valeur de mesure avec l’information a priori, qui lui a été transmise en même temps pour définir la fraction de la seconde composante de gaz dans la chambre de gaz de mesure 112.

[0050] La figure 2 montre la représentation respective du chronogramme de la pression partielle d’oxygène 02 [%] saisie pendant la phase de régénération 140 du capteur NOx 116 à l’aide de la sonde lambda 124 c’est-à-dire à l’aide du capteur NOx 116. Alors que la pression partielle d’oxygène 142 mesurée à l’aide de la sonde lambda 124 suit principalement la fraction d’oxygène contenue dans le gaz de mesure la pression partielle d’oxygène 144, mesurée par le capteur NOx 116, présente des écarts par rapport à la pression partielle d’oxygène mesurée à l’aide de la sonde lambda 124 à la fois au passage maigre-riche 146 dans la phase de régénération 140 et aussi pour le passage riche-maigre 148 en sortie de phase de régénération 140. Ces écarts qui apparaissent clairement à la figure 2 entre les valeurs de mesure de la pression partielle d’oxygène sont habituellement appelées « ondulation lambda ».

[0051] La figure 3 correspond à une représentation analogue dans laquelle on a représenté les tracés en parallèle dans le temps des grandeurs détaillées ci-après. La figure 3A montre le chronogramme de la pression partielle d’oxygène 142 par 02 [%] saisie par la sonde lambda 124 à la seconde position 122 et qui suit principalement la fraction d’oxygène dans le gaz de mesure. La figure 3B montre le chronogramme de la pression partielle d’oxygène 144 par 02 [%] mesuré à l’aide du capteur NOx 116 à la première position 114 qui est en aval de la seconde position 112. A la différence de la représentation de la figure 3A, on a ici un passage maigre-riche 146 et aussi un passage riche-maigre 148, 146, 148 à un instant ultérieur, correspondant à l’intervalle de temps défini ci-dessus.

[0052] Selon le présent procédé, la seconde unité de commande de capteur 130 transmet la seconde valeur de mesure par rapport au chronogramme de la pression partielle d’oxygène 142 saisie à l’aide de la sonde lambda 124 à la seconde position 122 ou des valeurs en corrélation comme information a priori concernant le changement de gaz futur à l’aide de l’interface 138 vers la première unité de commande de capteur 120 ; la première unité de commande de capteur 130 utilise pour cela l’information a priori concernant le futur changement de gaz pour modifier les chronogrammes représentés aux figures 3E et 3L, du courant de pompage ICP dans la cellule de référence 150 du capteur NOx (figure 3E) ou de la valeur de référence de la tension de Nemst UVS dans le capteur NOx (figure 3E). De cette façon, comme le montrent les figures 3C et 3D, on peut adapter la pression partielle d’oxygène dans une première cavité de gaz du capteur NOx (figure 3C) ou dans la chambre de gaz de référence du capteur NOx (figure 3D) en l’adaptant pour réduire l’ondulation lambda 1.

[0053] La figure 4 montre la comparaison d’un chronogramme des signaux de mesure de la pression partielle d’oxygène (signaux de mesure d’oxygène) pour les mêmes passages maigres-riches ou riches-maigres du gaz de mesure pour différentes conditions de fonctionnement du capteur NOx 116.

[0054] La figure 4A montre la courbe du signal de mesure d’oxygène. La tension de Nernst UVS est ici régulée selon différentes valeurs de référence (grandeurs guide). Il en résulte une variation de la pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz ; cette variation résulte de ce que la valeur de référence de la tension de Nemst UVS qui a servi de régulation, a été modifiée avec des effets sur l’ondulation lambda 1. Cela permet certes de modifier la forme de la courbe et réduire la durée de la perturbation mais la réduction observable de la hauteur de l’ondulation lambda 1 est néanmoins relativement faible. Cette observation peut également s’expliquer par l’équation de Nemst qui a une caractéristique logarithmique ou exponentielle.

[0055] La figure 4B montre le tracé du signal de mesure d’oxygène pour différents courants de pompage ICP appliqués à la cellule de pompage de référence. Il en résulte une variation du courant de pompage ICP de la cellule de pompage de référence avec une réduction significative de l’ondulation lambda 1 pour une augmentation du courant de pompage ICP. Un courant de pompage ICP plus grand augmente pratiquement proportionnellement la pression partielle d’oxygène de la cellule de pompage de référence. Pour une tension de Nernst UVS, fixe, la pression partielle peut également diminuer dans la première cavité de gaz selon le même facteur ce qui résulte également de l’application de l’équation de Nernst. A titre d’exemple, le doublement du courant de pompage ICP de la cellule de pompage de référence réduit de moitié la pression partielle dans la première cavité de gaz.

[0056] La figure 5 montre une comparaison des chronogrammes de la pression partielle d’oxygène 156 mesurée à l’aide du capteur NOx (figure 5A) et du signal NOx 158 mesuré à l’aide du capteur NOx (figure 5B). Il ressort, en particulier de la figure 5B que le signal NOx mesuré ne change que très faiblement en cas de variation de la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence.

[0057] NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX [0058] 1 Dispositif de mesure [0059] 112 Chambre de gaz de mesure [0060] 114 Première position dans la chambre de gaz de mesure [0061] 114’, 114’ ’ Alternative de la première position du capteur NOx [0062] 116 Premier capteur / capteur NOx [0063] 118 Première liaison avec le capteur NOx [0064] 120 Première unité de commande de capteur [0065] 122 Seconde position dans la chambre de gaz de mesure [0066] 122’, 122” Alternative de seconde position pour les sondes lambda [0067] 124 Second capteur / sonde lambda [0068] 126 Seconde liaison avec la sonde lambda [0069] 128 Unité de gestion de moteur [0070] 132 Conduite d’entrée [0071] 134 Conduite de sortie [0072] 136 Veine de gaz dans la chambre de gaz de mesure [0073] 138 Interface

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Procédé de commande d’un premier capteur (116) pour la saisie d’au moins une fraction d’un premier composant gazeux dans un mélange de gaz dans une chambre de gaz de mesure (112), notamment pour prouver l’absence d’oxygène gazeux, de préférence un oxyde d’azote et pour saisir au moins une fraction d’un second composant gazeux du mélange de gaz dans la chambre de gaz de mesure (112), notamment de l’oxygène dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, le premier capteur (116) saisissant au moins une première valeur de mesure en corrélation avec la fraction du composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure et une seconde valeur de mesure en corrélation avec la fraction du second composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure, la première valeur de mesure et la seconde valeur de mesure étant transmises à une première unité de commande de capteurs (120) qui donne à partir de la première valeur de mesure, la fraction du premier composant gazeux dans la chambre de gaz de mesure (112), procédé caractérisé en ce qu’à l’aide d’une interface (138), on transmet au moins une information a priori concernant le futur changement de gaz à la première unité de commande de capteur (120), cette première unité de commande de capteur (120) utilisant l’information a priori, transmise pour modifier au moins une propriété dynamique du premier capteur (116). [Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’information a priori contient une indication indiquant s’il y a un futur changement pour passer du mode de fonctionnement présent à un autre mode de fonctionnement, le mode de fonctionnement étant choisi parmi un mode riche pour lequel le mélange gazeux a un coefficient lambda <1 ou un mode maigre dans lequel le coefficient lambda du mélange gazeux a une valeur >1. [Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux de la chambre de gaz de mesure (112) est fourni en outre à un second capteur (124) qui saisit une valeur de mesure en corrélation avec la fraction du second composant de gaz, notamment de l’oxygène dans la chambre de gaz de mesure, la seconde valeur de mesure étant fournie à une seconde unité de commande de capteurs (130), utilisant la seconde valeur de mesure ou une valeur en corrélation avec celle-ci, comme information a priori.

   [Revendication 4] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier capteur (116) est un capteur d’oxydes d’azote et le second capteur (124) est choisi parmi les capteurs suivants : sonde lambda, capteur d’ammoniac ou autre capteur d’oxydes d’azote. [Revendication 5] Procédé selon l’une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde unité de commande de capteurs (130) est intégrée dans l’unité de gestion de moteur (128) et l’interface (138) transmet l’information a priori de l’unité de gestion de moteur (128) à la première unité de commande de capteur (120). [Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première unité de commande de capteurs (120) est intégrée dans l’unité de gestion de moteur (128). [Revendication 7] Procédé selon l’une des quatre revendications précédentes, caractérisé en ce que le second capteur (124) se trouve à une seconde position (122) dans la chambre de gaz de mesure (112), la seconde position (122) est en amont de la première position (114) dans la chambre de gaz de mesure (112) de façon que le gaz de la chambre de gaz de mesure (112) arrive tout d’abord sur le second capteur (124) et après un intervalle de temps, sur le premier capteur (116). [Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur (116) a une première cavité de gaz et une chambre de gaz de référence, la variation des propriétés dynamiques du premier capteur (116) se faisant par une adaptation de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz ou par une adaptation commune de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et de la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence. [Revendication 9] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz est adaptée par une variation d’une grandeur guide sur laquelle est réglée la tension de Nernst comme grandeur de régulation. [Revendication 10] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’adaptation commune de la première pression partielle d’oxygène dans la première cavité de gaz et la seconde pression partielle d’oxygène dans la chambre de gaz de référence s’obtient par l’adaptation du courant de pompage. [Revendication 11] Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’interface (138) est une interface de communication qui dispose

   d’un bus de données numériques utilisant un protocole de communication série.

   [Revendication 12] Programme d’ordinateur conçu pour exécuter les étapes du procédé selon l’une des revendications précédentes et mémoire électronique contenant l’enregistrement d’un tel programme d’ordinateur.