FR3092138A1 - Procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval - Google Patents

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Abstract

TITRE : Procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval Procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval comportant un élément de capteur céramique. Après le démarrage du véhicule, on effectue une régénération (10) de l’élément de capteur céramique par chauffage thermique à une température déterminée et pour une durée définie. Dans le cadre d’un diagnostic embarqué, on émet un résultat de diagnostic activé après l’obtention répétée d’un premier résultat de diagnostic. Après le premier résultat de diagnostic (30) on effectue une régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique. Figure 1

Description

Procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet un procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval comportant un élément de capteur céramique,
et pour le capteur à particules, après le démarrage du véhicule, on effectue une régénération de l’élément de capteur céramique par chauffage thermique à une température déterminée et pour une durée définie et
dans le cadre d’un diagnostic embarqué, on émet un résultat de diagnostic activé après l’obtention répétée d’un premier résultat de diagnostic.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur, un support de mémoire lisible par une machine contenant l’enregistrement du programme et un appareil de commande électronique pour la mise en œuvre de ce procédé.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De façon connue, la conduite des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile comporte différentes installations pour réduire les émissions polluantes. Dans ce contexte on utilise par exemple des filtres à particules notamment des filtres à particules diesel (encore appelé filtre DPF). Pour surveiller le fonctionnement d’un filtre à particules, on utilise des capteurs de particules installés en amont du filtre à particules. Le fonctionnement du capteur à particules prévoit de façon générale un principe de mesure cyclique. Chaque cycle de mesure du capteur à chaque activation de l’allumage du moteur du véhicule automobile, après la libération du capteur au point de rosée commence par la régénération de l’élément de capteur céramique. Cela permet de brûler la suie déposée sur l’électrode du capteur à particules par chauffage thermique à une température définie de la céramique. Pendant la phase de thermalisation consécutive, il s’établit un équilibre thermique entre l’élément de capteur céramique et les gaz d’échappement. L’élément de capteur céramique refroidit d’une certaine façon. En cas de dépassement vers le bas d’un certain seuil de température sur l’élément de capteur on peut démarrer la phase de mesure selon la règlementation avec un cycle de mesure de diagnostic embarqué OBD. La mesure repose sur le fait qu’en cas de filtre à particules défectueux, la suie se dépose sur l’élément de capteur du capteur à particules en aval. Cela se prouve en appliquant une tension de mesure à l’élément de capteur. Du fait du dépôt de suie, après l’application d’une tension de mesure, le courant de capteur augmente fortement et à partir d’un certain seuil de courant, son augmentation est linéaire. Cela se traduit, selon la règlementation de diagnostic embarqué OBD, comme signifiant que le filtre à particules est défectueux. Pour la mesure elle-même, il est prévu une durée de déclenchement par pronostic et ainsi après la fin du temps de déclenchement, on vérifie si le courant de capteur est supérieur au seuil de courant prédéfini. A la fin de la phase de mesure du capteur, on peut par exemple après le démarrage suivant du véhicule, commencer par une nouvelle régénération thermique du capteur, et faire un nouveau cycle de mesure du capteur. Cela signifie qu’avant chaque cycle de mesure il faut toujours régénérer complètement le capteur et le libérer du dépôt de suie. En principe on peut régler ou fixer (de manière caractéristique à 1-3) le nombre de cycles de mesure jusqu’à l’obtention du résultat. En outre il est possible, après l’obtention du résultat, à l’intérieur d’un cycle de conduite, de ne pas démarrer de nouveaux cycles de mesure ou de laisser en continu les cycles de mesure c’est-à-dire au-delà de l’obtention du résultat.
Avant que le conducteur ne soit informé d’un tel défaut mesurable du filtre à particules, par l’allumage d’une lampe témoin du moteur, et qu’un défaut soit enregistré, il est prévu qu’après le cycle de conduite suivant, le défaut doit se reproduire et il faut répéter le nombre prévu de cycles de mesure du filtre à particules pour le considérer comme défectueux et ce n’est qu’à ce moment que le résultat de diagnostic est confirmé (défaut). Pour la confirmation du résultat indiquant le bon ordre, il faut répéter la phase de mesure OBD.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
L’invention a pour objet de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet un procédé de diagnostic du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu’après un premier résultat de diagnostic, on effectue une régénération réduite de l’élément de capteur céramique.
Le procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule s’applique notamment à un filtre à particules diesel. Ce procédé a pour point de départ l’état de la technique tel que défini précédemment selon lequel on effectue un diagnostic embarqué en utilisant un capteur de particules installé en aval et comportant un élément de capteur céramique. Après le démarrage du véhicule on régénère l’élément de capteur céramique du capteur à particules par un chauffage thermique à une température déterminée pendant une durée donnée. Dans le cadre du diagnostic embarqué, on émet un résultat de diagnostic embarqué OBD, confirmé (résultat indiquant le défaut ou la bonne marche) seulement après la répétition du résultat OBD. En particulier le message de défaut n’est produit après le diagnostic du filtre à particules seulement après l’occurrence répétée d’un défaut reconnu à partir du capteur de particules. Le cœur du procédé proposé est de n’effectuer une régénération réduite de l’élément de capteur céramique qu’après la première fois qu’un résultat de diagnostic embarqué reconnu a été produit pour le cycle de mesure suivant. La régénération réduite de l’élément de capteur céramique consiste par exemple à raccourcir la durée déterminée de la régénération de capteur céramique pendant le chauffage thermique et/ou diminuer la température déterminée pour la régénération de l’élément de capteur céramique pendant le chauffage thermique. En particulier on choisit les conditions pour la réduction de la régénération de l’élément de capteur céramique pour brûler au moins une partie des particules déposées sur l’élément de capteur céramique c’est-à-dire notamment les particules de suie, déposées, de sorte que malgré la réduction de la régénération de l’élément de capteur céramique, on dispose d’un effet mesurable sous la forme d’une réduction de l’intensité du courant de capteur par comparaison avec l’intensité du courant de capteur avant la régénération (intensité réduite).
L’avantage particulier du procédé proposé est de raccourcir la durée jusqu’à l’obtention d’un résultat de diagnostic confirmé du filtre à particules. Ainsi on peut déceler plus rapidement un filtre à particules défectueux et éviter que le véhicule fonctionne avec une émission polluante trop importante. En outre le procédé est amélioré par la fréquence des diagnostics et ainsi par le rapport de contrôle en cours d’utilisation (rapport IUMPR) du diagnostic du filtre à particules DPF et dans le caractère probant d’une certification OBD. Le procédé proposé, comme les procédés usuels, utilise plusieurs résultats jusqu’à l’allumage du voyant de contrôle pour avoir une meilleure robustesse statistique. Néanmoins le procédé proposé permet d’obtenir plus rapidement la confirmation du résultat OBD du filtre à particules. Le procédé proposé prévoit que jusqu’à la première arrivée d’un résultat OBD fondé sur une mesure avec le capteur de particules, on effectue une régénération complète du capteur, c’est-à-dire une régénération normale au début d’un cycle de conduite, de façon connue, pour brûler complètement le dépôt de suie de l’élément de capteur céramique. Cette régénération habituelle du capteur est effectuée jusqu’à ce qu’un premier résultat OBD, c’est-à-dire un premier signal de défaut, apparaisse lors de la mesure avec le capteur de particules ou encore qu’on obtienne un premier bon résultat. Dès que la première fois on dispose d’un résultat OBD, on effectue une régénération de l’élément de capteur céramique en mode réduit.
Par la réduction de la régénération du capteur, c’est-à-dire notamment en raccourcissant la durée de régénération et/ou en réduisant la température de régénération, la suie déposée sur l’élément de capteur ne sera pas brûlée complètement. C’est pourquoi dans le cycle de mesure suivant, au début de l’alternance en phase de mesure, on aura déjà de la suie sur l’élément de capteur. Cela permet de raccourcir la durée de mesure jusqu’à la nouvelle montée du courant de mesure selon une forme de réalisation préférentielle ce qui permet d’avoir plus rapidement le résultat du diagnostic. On obtient ainsi plus rapidement un résultat confirmant le défaut ou un résultat confirmant le bon fonctionnement. En particulier en raccourcissant la durée de régénération du capteur on gagne du temps. Une régénération habituelle du capteur demande par exemple 90 secondes. Si cette durée est réduite à 60 secondes, cela présente en soi déjà un avantage de temps. Si en plus ou en variante d’une réduction de la durée de régénération du capteur, on prévoit également de réduire la température de régénération, il en résulte un autre avantage qui consiste à réduire la charge du capteur produite par des températures élevées. De plus à une température de régénération réduite, le temps nécessaire à la phase de mise en température est également raccourcie.
Pour effectuer une mesure avec le capteur de particules, on applique de façon connue en soi, une tension électrique au capteur de particules et on vérifie si après une durée prédéfinie (temps de déclenchement pronostiqué) le courant résultant dans le capteur est inférieur à un seuil prédéfini et/ou est proche de zéro. Si le courant résultant dans l’élément de capteur est au-dessus du seuil, on génère un défaut comme résultat de diagnostic OBD du filtre à particules. Si le courant résultant est en dessous du seuil, par exemple un courant de capteur égal à zéro, le résultat du diagnostic OBD est un résultat en ordre (bon résultat). Lors de l’exécution du diagnostic embarqué OBD initialement on régénère tout d’abord complètement de façon connue en soi, l’élément du capteur après le démarrage du cycle de conduite et la libération correspondante dans le but de brûler complètement la suie déposée sur l’élément de capteur. Après refroidissement de l’élément de capteur à une température prédéfinie, on coupe la tension de mesure du capteur et on démarre la phase de mesure. Si lorsqu’on atteint le temps de déclenchement pronostiqué, le courant de capteur est supérieur à un seuil prédéfini, on conclut que le filtre à particules est défectueux et on termine la phase de mesure.
On reconnaît que le filtre à particules fonctionne correctement par l’arrivée au temps de déclenchement pronostiqué, d’un courant du capteur inférieur au seuil prédéfini. Si ce premier résultat de diagnostic OBD est disponible, selon le procédé proposé, on effectue la régénération prévue avant un nouveau cycle de mesure pour l’élément de capteur céramique en procédant de manière réduite. La régénération réduite peut se faire ensuite de préférence directement indépendamment du cycle de conduite. Après la régénération réduite de l’élément de capteur qui a consisté à brûler de façon incomplète la suie de l’élément de capteur, on effectue une nouvelle phase de mesure. A ce moment il peut être prévu avantageusement de raccourcir la durée de déclenchement pronostiquée c’est-à-dire la durée jusqu’au contrôle après la coupure de la tension et ainsi on gagne du temps. Cela repose sur le fait que la combustion incomplète de la suie sur l’élément de capteur réduit le temps jusqu’à arriver au seuil de courant de défaut. Si à la fin de la durée raccourcie, c’est-à-dire le temps de déclenchement pronostiqué, raccourci, le courant résultant est au-dessus du seuil, on conclut qu’il y a un défaut et qu’il faut y remédier.
Il est prévu en outre pour la mesure, après la régénération réduite de l’élément de capteur céramique de vérifier si après l’application d’une tension électrique, le courant résultant au niveau de l’élément de capteur est en dessous de la valeur du courant mesuré avant la régénération réduite de l’élément de capteur céramique. Cela permet de vérifier si une partie de la suie de l’élément de capteur a effectivement été brûlée. Si cela est le cas, on peut supposer que les conditions étaient suffisantes lors de la régénération réduite pour brûler une partie de la suie déposée sur l’élément de capteur. Si cela n’est pas le cas, on peut répéter la régénération réduite. Cette étape de vérification de la régénération réduite peut le cas échéant être sautée si comme premier résultat, le diagnostic OBD donne un résultat en ordre.
Selon un développement préférentiel du procédé il est prévu qu’après l’arrivée d’un nouveau défaut reconnu, après une régénération réduite de l’élément de capteur céramique, on répète la régénération réduite de l’élément de capteur. Si après cette régénération réduite de l’élément de capteur le défaut n’apparaît plus, on n’aura pas de résultat de défaut confirmé pour le diagnostic DPF.
Si après une régénération réduite et notamment après une régénération réduite, répétée, de l’élément de capteur céramique, on détecte de nouveau un défaut, on peut conclure que le résultat de défaut est confirmé pour le diagnostic DPF.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur pour la mise en œuvre des étapes du procédé. Ce programme d’ordinateur peut être avantageusement enregistré sur un support de mémoire lisible par une machine. En outre l’invention a pour objet un appareil de commande électronique pour la mise en œuvre des étapes du procédé.
BREVE DESCRIPTION DU DESSIN
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide du dessin annexé qui montre un exemple de procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile.
montre un schéma par blocs pour la mise en œuvre d’un exemple de réalisation du procédé de l’invention.
DESCRIPTION D’UN MODE DE REALISATION
La figure montre un schéma par blocs pour illustrer le déroulement du procédé de l’invention sous la forme d’un exemple. Au début d’un cycle de conduite, dans l’étape 10 on effectue une régénération complète du capteur dans le but de brûler complètement les particules, c’est-à-dire la suie de l’élément de capteur céramique d’un capteur de particules en aval du filtre à particules diesel (filtre DPF). Après l’équilibrage de la température entre l’élément de capteur céramique et les gaz d’échappement qui l’enveloppent, dans une phase de mise en température consécutive, on poursuit le diagnostic embarqué OBD par une phase de mesure 20. Pour cela on applique une tension de mesure de capteur. Lorsqu’on atteint la durée de déclenchement pronostiquée, on vérifie si le courant résultant dans le capteur est supérieur à un seuil prédéfini ou non. Si ce seuil est atteint ou dépassé, on considère que l’on a un défaut dans le filtre DPF. Si le seuil n’est pas atteint (par exemple un courant de capteur nul) cela correspond à un résultat en ordre. Après ce premier résultat de diagnostic embarqué DPF/OBD (défaut ou en ordre) on termine la phase de mesure par l’étape 30. Selon le procédé proposé, après ce résultat du diagnostic embarqué du filtre à particules DPF/OBD, au début du cycle de mesure suivant, dans l’étape 40, on effectue une régénération réduite du capteur en ce qu’on raccourcit notamment la durée de régénération du capteur et/ou la température de régénération du capteur. De ce fait la suie déposée sur l’élément de capteur n’est pas brûlée complètement. Ensuite dans l’étape 41 on demande si le courant de capteur a été mesuré pour le résultat du diagnostic embarqué du filtre à particules DPF/OBD dans l’étape 30 et s’il est supérieur à zéro. Si cela est le cas, on estime qu’il y a un défaut par le résultat du diagnostic OBD. Si cela n’est pas le cas, cela confirme comme bon résultat, le premier résultat du diagnostic OBD. Dans le premier cas, dans l’étape 42 on demande si le courant dans le capteur dans la phase de mesure actuelle est inférieur au courant de capteur avant la régénération réduite. Si cela n’est pas le cas on effectue de nouveau une régénération réduite en revenant à l’étape 40. Dans cette étape 42, on vérifie également si la fin de la régénération réduite du capteur a été choisie pour qu’une partie de la suie a été brûlée même par cette régénération réduite du capteur ce qui apparait par une réduction du courant de capteur par rapport au courant avant la régénération. Si dans ce sens, la régénération réduite du capteur n’a pas réussi, on répète la régénération réduite du capteur selon l’étape 40. Si la requête dans l’étape 42 montre que le courant dans le capteur, après la régénération réduite du capteur, est inférieur au courant avant la régénération réduite du capteur, on passe à la phase de mesure 50 ; cette phase de mesure se fait avec une durée de déclenchement pronostiquée, réduite. Si la demande dans l’étape 41 montre que le courant de régénération pour le résultat n’est pas supérieur à zéro (résultat en ordre) on peut sauter directement à la phase de mesure 50 avec une durée de déclenchement pronostiquée, raccourcie. Cette phase de mesure 50 avec une durée de déclenchement pronostiquée, raccourcie, signifie qu’après la régénération réduite du capteur 40, la phase de collecte de suie du capteur a déjà commencé avec la suie résiduelle disponible et c’est pourquoi la durée jusqu’à atteindre le seuil de courant de défaut est plus courte. Dans la phase de mesure 50 on peut ainsi raccourcir la durée de déclenchement pronostiquée du capteur. Dans l’étape 51 on demande si le courant résultant pour la durée de déclenchement raccourcie est supérieur à un seuil. Si cela n’est pas le cas, dans l’étape 60 on émet un résultat de défaut confirmé pour le diagnostic DPF et on termine la phase de mesure. Si, lorsqu’on atteint la durée de déclenchement raccourcie, le courant est en-dessous du seuil de courant de défaut, alors dans l’étape 70, le résultat de bon fonctionnement, est confirmé pour le diagnostic DPF et on termine la phase de mesure. De façon correspondante, le procédé décrit s’applique également au diagnostic du filtre à particules d’un moteur à essence.
De façon avantageuse, à la fin de la première régénération de capteur 40, réduite, on supprime le diagnostic du court-circuit du filtre à particules car sinon le fonctionnement du capteur pourrait être bloqué et plus aucune autre régénération réduite du capteur serait possible. Si le courant du capteur, après la répétition de la régénération réduite du capteur 40 est encore au maximum, cela signifie que l’on a un court-circuit de l’élément de capteur et le fonctionnement du capteur se bloque. Le diagnostic de court-circuit est avantageusement éliminé lors de la première régénération réduite de capteur 40 et lors de sa répétition, pour éviter que le fonctionnement du capteur ne soit bloqué. Dans ce contexte, on appelle diagnostic de court-circuit le fait qu’après une régénération compète du capteur, le courant dans le capteur est en-dessous d’un seuil ou pratiquement nul. Lors de la régénération réduite du capteur selon le procédé proposé, il est prévu de laisser un reste de suie sur l’élément de capteur ce qui se mesure de façon déterminée comme un courant. Cette suie résiduelle pourrait être détectée comme défaut par dérivation. Ainsi de façon avantageuse, après une régénération réduite du capteur on n’effectue aucun diagnostic de dérivation ce qui doit ainsi être supprimé.

Claims (10)

  1. Procédé de diagnostic d’un filtre à particules de véhicule automobile en utilisant un capteur de particules en aval comportant un élément de capteur céramique,
    et pour le capteur à particules, après le démarrage du véhicule, on effectue une régénération (10) de l’élément de capteur céramique par chauffage thermique à une température déterminée et pour une durée définie, et
    dans le cadre d’un diagnostic embarqué, on émet un résultat de diagnostic activé après l’obtention répétée d’un premier résultat de diagnostic,
    procédé caractérisé en ce que
    après le premier résultat de diagnostic (30), on effectue une régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    pour la régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique, on raccourcit la durée déterminée de régénération de l’élément de capteur céramique.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé en ce que
    pour la régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique, on réduit la température déterminée pour la régénération de l’élément de capteur céramique.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    les conditions de réduction de la régénération de l’élément de capteur céramique sont au moins une partie de particules déposées sur l’élément de capteur céramique ont été brulées.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    pour effectuer une mesure (20) avec le capteur à particules, on lui applique une tension électrique et on vérifie si après une durée prédéfinie le courant résultant est en-dessous d’un seuil prédéfini, et on constate qu’il y a un défaut si le courant résultat est supérieur au seuil.
  6. Procédé selon la ra revendication 5,
    caractérisé en ce qu’
    on raccourcit (50) la durée prédéfinie s’étendant jusqu’à la vérification pour déterminer si le courant résultant est inférieur au seuil prédéfini, après une régénération raccourcie (40) de l’élément de capteur céramique, on reconnaît un défaut (60) si le courant résultant après la durée raccourcie est supérieur au seuil.
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu’
    après la régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique, pour mesurer avec le capteur de particules, on applique une tension électrique au capteur de particules et on vérifie (42) si le courant résultant est inférieur au seuil mesuré avant la régénération réduite de l’élément de capteur céramique, et
    on répète la régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique si le courant résultant n’est pas en dessous du seuil mesuré avant la régénération réduite de l’élément de capteur céramique.
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu’
    après une nouvelle arrivée d’un défaut reconnu, on répète la régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique.
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu’
    on conclut à la confirmation d’un résultat de défaut (60) dans le diagnostic de filtre à particules si après une régénération réduite (40) de l’élément de capteur céramique, on détecte à nouveau un défaut.
  10. Programme d’ordinateur conçu pour exécuter les étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 9,
    et support de mémoire lisible par une machine comportant l’enregistrement de ce programme ainsi qu’appareil de commande électronique pour exécuter les étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 9.
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