FR3106366A1 - A method of monitoring the operational condition of a selective catalytic reduction system for nitrogen oxides for a vehicle. - Google Patents

A method of monitoring the operational condition of a selective catalytic reduction system for nitrogen oxides for a vehicle. Download PDF

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Abstract

Procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d’un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un véhicule. Procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un moteur relié à une ligne d’échappement, le système étant pourvu d’un catalyseur, notamment d’un pain de réduction catalytique, le procédé comprenant :- une étape d’acquisition de données de température des gaz d’échappement en amont du système de réduction catalytique sélective et de température des gaz d’échappement en aval du système de réduction catalytique sélective, et- une détermination d’une valeur représentative de la capacité calorifique du système de réduction catalytique sélective et/ou une détection de réactions exothermique et/ou endothermique se produisant dans le système de réduction catalytique sélective. Pas de figure pour l’abrégé.Method for monitoring an operating state of a selective catalytic reduction system for nitrogen oxides for a vehicle. Method for monitoring an operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides for an engine connected to an exhaust line, the system being provided with a catalyst, in particular with a catalytic reduction bread , the method comprising:- a step of acquiring exhaust gas temperature data upstream of the selective catalytic reduction system and exhaust gas temperature data downstream of the selective catalytic reduction system, and- determining a value representative of the heat capacity of the selective catalytic reduction system and/or detection of exothermic and/or endothermic reactions occurring in the selective catalytic reduction system. No figure for the abstract.

Description

Procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d’un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un véhicule.Method for monitoring an operating state of a selective catalytic reduction system for nitrogen oxides for a vehicle.

L’invention concerne un procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un véhicule comprenant un moteur relié à une ligne d’échappement. L’invention porte aussi sur un dispositif de contrôle mettant en œuvre un tel procédé. L’invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un tel dispositif. L’invention porte également sur un programme d’ordinateur mettant en œuvre un tel procédé. L’invention porte enfin sur un support d’enregistrement sur lequel est enregistré un tel programme.The invention relates to a method for controlling an operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides for a vehicle comprising an engine connected to an exhaust line. The invention also relates to a control device implementing such a method. The invention also relates to a motor vehicle comprising such a device. The invention also relates to a computer program implementing such a method. The invention finally relates to a recording medium on which such a program is recorded.

Les moteurs à combustion interne produisent des gaz d'échappement qui contiennent des substances polluantes telles que des hydrocarbures imbrûlés (HC), du monoxyde de carbone (CO) ou encore des oxydes d'azote (NOx). Il est nécessaire de traiter ces substances polluantes avant de les évacuer dans l'atmosphère. Les véhicules automobiles sont pourvus, à cet effet, de systèmes de post-traitement des gaz d'échappement.Internal combustion engines produce exhaust gases which contain polluting substances such as unburned hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) or nitrogen oxides (NOx). It is necessary to treat these polluting substances before venting them into the atmosphere. Motor vehicles are equipped for this purpose with exhaust gas post-treatment systems.

La figure 1 présente un exemple de moteur ayant un système de post-traitement des gaz dans sa ligne d'échappement, par exemple un moteur diesel. Typiquement, un système de post-traitement des gaz d'échappement comprend un catalyseur d'oxydation 101, un système de réduction catalytique sélective 102 et un filtre à particules 103. Le catalyseur d'oxydation 101 ou DOC (pour « Diesel Oxydation Catalyst » en anglais) assure le traitement des HC et du CO. Le système de réduction catalytique sélective 102 des oxydes d’azote ou SCR (pour « Selective Catalytic Reduction » en anglais) assure le traitement des NOx contenus dans les gaz d'échappement et permet de réduire les NOx grâce à l'injection d'un réducteur et à un pain catalytique. Le réducteur est injecté dans la ligne d'échappement des gaz par l'intermédiaire d'un injecteur. Classiquement, le réducteur est de l'ammoniac (NH3). L'injection de l'ammoniac peut être réalisée par l'intermédiaire d'une autre espèce chimique telle que l'urée, ou l’AdBlue® qui est composé d'urée diluée à 30% dans de l'eau. Le filtre à particule 103 ou FAP 103 assure le traitement des particules de suie contenues dans les gaz d'échappement, en retenant ces mêmes particules.FIG. 1 presents an example of an engine having a gas post-treatment system in its exhaust line, for example a diesel engine. Typically, an exhaust gas post-treatment system comprises an oxidation catalyst 101, a selective catalytic reduction system 102 and a particulate filter 103. The oxidation catalyst 101 or DOC (for "Diesel Oxidation Catalyst" in English) handles the treatment of HC and CO. The selective catalytic reduction system 102 of nitrogen oxides or SCR (for “Selective Catalytic Reduction” in English) ensures the treatment of the NOx contained in the exhaust gases and makes it possible to reduce the NOx thanks to the injection of a reducing agent and a catalytic bread. The reducer is injected into the gas exhaust line via an injector. Conventionally, the reducing agent is ammonia (NH 3 ). Ammonia can be injected using another chemical species such as urea, or AdBlue® which is composed of urea diluted to 30% in water. The particle filter 103 or FAP 103 ensures the treatment of the soot particles contained in the exhaust gases, by retaining these same particles.

Lors d'un dysfonctionnement du système de réduction catalytique 102, les émissions de NOx augmentent. Une telle augmentation des émissions de NOx peut entraîner le dépassement d'un seuil d'émission réglementaire, tel qu'un seuil de diagnostic embarqué ou OBD (pour « On Board Diagnosis » en anglais). Dans ce cas, la réglementation, notamment la norme européenne en vigueur « EURO 6 » impose que le défaut de fonctionnement du système de réduction catalytique 102 soit détecté par l'intermédiaire d'un contrôle de l’état de fonctionnement du système de réduction catalytique 102.During a malfunction of the catalytic reduction system 102, NOx emissions increase. Such an increase in NOx emissions can cause a regulatory emission threshold to be exceeded, such as an on-board diagnosis or OBD (for “On Board Diagnosis”) threshold. In this case, the regulations, in particular the European standard in force "EURO 6" requires that the malfunction of the catalytic reduction system 102 be detected by means of a control of the operating state of the catalytic reduction system 102.

Dans ces conditions, pour contrôler le bon fonctionnement de ce système de réduction catalytique 102, on connaît dans l’état de la technique un procédé de contrôle prévoyant l’utilisation de capteurs de température et de concentration en NOx en amont et en aval du système, la température et les concentrations étant comparées par la suite à des valeurs de seuil relatives à des normes requises par le diagnostic OBD. Un tel procédé de contrôle nécessite l’utilisation de capteurs d’oxydes d’azote supplémentaires et non sélectifs, plus précisément sensibles non seulement aux NOx, mais aussi au NH3, ce qui le rend difficile et coûteux à mettre en œuvre.Under these conditions, to control the correct operation of this catalytic reduction system 102, a control method is known in the state of the art providing for the use of temperature and NOx concentration sensors upstream and downstream of the system. , the temperature and the concentrations being subsequently compared with threshold values relating to standards required by OBD diagnostics. Such a control method requires the use of additional and non-selective nitrogen oxide sensors, more precisely sensitive not only to NOx, but also to NH3, which makes it difficult and expensive to implement.

On connaît d’autres procédés de contrôle décrits dans les documents de brevet FR2833994, FR2993315 et FR3005104 qui prévoient la vérification du bon fonctionnement d’un catalyseur d'une ligne d'échappement basée sur l'augmentation de la température générée par l'activité catalytique d’un catalyseur diagnostiqué suite à une excitation forcée du catalyseur par une augmentation maîtrisée de la concentration de réducteurs en amont du catalyseur engendrée par une injection de carburant en amont du catalyseur. En provoquant une injection tardive de carburant dans les cylindres du moteur, la température en sortie du catalyseur en fonctionnement normal augmente, alors que si le catalyseur est défaillant, la température de sortie n'augmente pas.Other control methods described in the patent documents FR2833994, FR2993315 and FR3005104 are known, which provide for the verification of the proper functioning of a catalyst of an exhaust line based on the increase in temperature generated by the activity of a catalytic converter diagnosed following forced excitation of the catalytic converter by a controlled increase in the concentration of reducing agents upstream of the catalytic converter generated by an injection of fuel upstream of the catalytic converter. By causing a late injection of fuel into the cylinders of the engine, the temperature at the outlet of the catalyst in normal operation increases, whereas if the catalyst fails, the temperature at the outlet does not increase.

Cependant, de tels procédés de contrôle sont intrusifs par rapport au mode de fonctionnement normal du moteur et engendrent de plus une consommation supplémentaire de carburant.However, such control methods are intrusive with respect to the normal mode of operation of the engine and also generate additional fuel consumption.

La demande FR3053732 décrit un procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d’un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote. Ce procédé utilise un critère de diagnostic qui est basé sur une intégration temporelle de la différence entre:
- l’écart de température entre l’amont et l’aval du catalyseur, et
- la valeur absolue de cet écart de température.
Application FR3053732 describes a method for monitoring an operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides. This method uses a diagnostic criterion which is based on a temporal integration of the difference between:
- the temperature difference between upstream and downstream of the catalyst, and
- the absolute value of this temperature difference.

Ce procédé manque encore de précision.This process still lacks precision.

Le but de l’invention est de fournir un dispositif et un procédé de contrôle remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les dispositifs et procédés de contrôle connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention permet de réaliser un dispositif et un procédé de contrôle simples qui permettent de détecter non seulement une absence ou une présence d’un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote, mais aussi un endommagement d’un tel catalyseur.The object of the invention is to provide a control device and method remedying the above drawbacks and improving the control devices and methods known from the prior art. In particular, the invention makes it possible to produce a simple control device and method which make it possible to detect not only the absence or the presence of a catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides, but also damage to such a catalyst. .

Selon l’invention, un procédé permet de contrôler un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un moteur relié à une ligne d’échappement, le système étant pourvu d’un catalyseur, notamment d’un pain de réduction catalytique. Le procédé comprend:
- une étape d’acquisition de données de température des gaz d’échappement Tam en amont du système de réduction catalytique sélective et de température des gaz d’échappement Tav en aval du système de réduction catalytique sélective, et
- une détermination d’une valeur représentative de la capacité calorifique du système de réduction catalytique sélective et/ou une détection de réactions exothermique et/ou endothermique se produisant dans le système de réduction catalytique sélective.
According to the invention, a method makes it possible to control an operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides for an engine connected to an exhaust line, the system being provided with a catalyst, in particular with a catalytic reduction bread. The process includes:
- a step for acquiring data for the temperature of the exhaust gases Tam upstream of the selective catalytic reduction system and for the temperature of the exhaust gases Tav downstream of the selective catalytic reduction system, and
- a determination of a value representative of the heat capacity of the selective catalytic reduction system and/or a detection of exothermic and/or endothermic reactions occurring in the selective catalytic reduction system.

Dans la détermination, on peut calculer un premier critère C1,
notamment C1=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
pendant une première période.
In the determination, a first criterion C1 can be calculated,
in particular C1=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
during a first period.

La première période peut être initiée dès le démarrage du moteur et prendre fin lorsqu’un gradient de ladite température amont supérieur à un premier seuil est détecté en amont du système de réduction catalytique sélective et lorsqu’une première temporisation initiée au démarrage du moteur est échue.The first period can be initiated as soon as the engine is started and end when a gradient of said upstream temperature greater than a first threshold is detected upstream of the selective catalytic reduction system and when a first time delay initiated when the engine is started has expired .

On peut valider le premier critère C1 si, durant la première période, la température des gaz d’échappement Tam en amont du système de réduction catalytique sélective a varié plus qu’un deuxième seuil en une durée inférieure à un troisième seuil.The first criterion C1 can be validated if, during the first period, the temperature of the exhaust gases Tam upstream of the selective catalytic reduction system has varied more than a second threshold in a duration less than a third threshold.

On peut considérer le système de réduction catalytique sélective comme présent si la valeur du premier critère est supérieure à un quatrième seuil et/ou on peut considérer le système de réduction catalytique sélective comme absent si la valeur du premier critère est inférieure à un cinquième seuil.The selective catalytic reduction system can be considered as present if the value of the first criterion is greater than a fourth threshold and/or the selective catalytic reduction system can be considered as absent if the value of the first criterion is less than a fifth threshold.

Dans la détection, on peut calculer un deuxième critère C2,
notamment C2=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
pendant une deuxième période.
In detection, we can calculate a second criterion C2,
in particular C2=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
for a second period.

La deuxième période peut être initiée dès le démarrage du moteur et prendre fin lorsqu’un sixième seuil de température est atteint en aval du système de réduction catalytique sélective et lorsqu’une deuxième temporisation initiée au démarrage du moteur est échue.The second period can be initiated as soon as the engine is started and end when a sixth temperature threshold is reached downstream of the selective catalytic reduction system and when a second time delay initiated when the engine is started has expired.

On peut valider le deuxième critère C2 si, durant la deuxième période, on vérifie que:
- la température du catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote est suffisamment faible, notamment en vérifiant qu’une durée suffisante s’est écoulée depuis le dernier fonctionnement du moteur, et
- une quantité limitée d’eau est stockée dans le système de réduction catalytique sélective au moment du démarrage.
We can validate the second criterion C2 if, during the second period, we verify that:
- the temperature of the catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides is sufficiently low, in particular by checking that a sufficient period of time has elapsed since the last operation of the engine, and
- a limited amount of water is stored in the selective catalytic reduction system at start-up.

On peut considérer le système de réduction catalytique sélective comme fonctionnel si la valeur du deuxième critère est supérieure à un septième seuil et/ou on peut considérer le système de réduction catalytique sélective comme non fonctionnel si la valeur du deuxième critère est inférieure à un huitième seuil.The selective catalytic reduction system can be considered as functional if the value of the second criterion is greater than a seventh threshold and/or the selective catalytic reduction system can be considered as non-functional if the value of the second criterion is less than an eighth threshold .

Selon l’invention, un dispositif permet de contrôler l’état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un moteur relié à une ligne d’échappement. Le dispositif comprend des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé défini précédemment, notamment des éléments matériels et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé le procédé défini précédemment.According to the invention, a device makes it possible to control the operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides for an engine connected to an exhaust line. The device comprises hardware and/or software elements implementing the method defined above, in particular hardware and/or software elements designed to implement the method the method defined above.

Selon l’invention, un dispositif permet de contrôler l’état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote pour un moteur relié à une ligne d’échappement. Le dispositif comprend des moyens de mettre en œuvre le procédé défini précédemment.According to the invention, a device makes it possible to control the operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides for an engine connected to an exhaust line. The device comprises means for implementing the method defined previously.

Selon l’invention, un groupe moteur ou un véhicule automobile comprend un dispositif défini précédemment.According to the invention, a power unit or a motor vehicle comprises a device defined previously.

Selon l’invention, un produit programme d’ordinateur comprend des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé défini précédemment lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.According to the invention, a computer program product comprises program code instructions recorded on a computer-readable medium to implement the steps of the method defined above when said program runs on a computer.

Selon l’invention, un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur, comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé défini précédemment.According to the invention, a computer program product downloadable from a communication network and/or recorded on a data medium readable by a computer and/or executable by a computer, comprises instructions which, when the program is executed by the computer, lead it to implement the method defined above.

Selon l’invention, un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprend des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé défini précédemment.According to the invention, a data recording medium, readable by a computer, on which a computer program is recorded comprises program code instructions for implementing the method defined above.

Selon l’invention, un support d’enregistrement lisible par ordinateur comprend des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé défini précédemment.According to the invention, a computer-readable recording medium comprises instructions which, when executed by a computer, lead the latter to implement the method defined previously.

L’invention concerne aussi un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur défini précédemment.The invention also relates to a signal from a data carrier, carrying the computer program product defined above.

Les figures annexées représentent, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un véhicule et un mode d’exécution d’un procédé de contrôle selon l’invention.The appended figures represent, by way of example, an embodiment of a vehicle and an embodiment of a control method according to the invention.

La figure 1 représente une vue d’une ligne d’échappement d’un véhicule comprenant un système de post-traitement de gaz d’échappement de l’état de l’art antérieur. FIG. 1 represents a view of an exhaust line of a vehicle comprising an exhaust gas post-treatment system of the state of the prior art.

La figure 2 représente une vue schématique d’un véhicule comprenant un dispositif de contrôle d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote selon un mode de réalisation de l’invention. FIG. 2 represents a schematic view of a vehicle comprising a device for monitoring an operating state of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides according to one embodiment of the invention.

La figure 3 représente une vue schématique du système de réduction catalytique sélective compris dans une ligne d’échappement d’un véhicule selon le mode de réalisation de l’invention. FIG. 3 represents a schematic view of the selective catalytic reduction system included in an exhaust line of a vehicle according to the embodiment of the invention.

La figure 4 est un graphique des évolutions temporelles des températures en amont et en aval d’un catalyseur en bon état de fonctionnement. FIG. 4 is a graph of the temporal evolutions of the temperatures upstream and downstream of a catalyst in good operating condition.

La figure 5 est un graphique des évolutions temporelles des températures en amont et en aval d’un catalyseur défaillant. FIG. 5 is a graph of the temporal evolutions of the temperatures upstream and downstream of a failed catalyst.

La figure 6 est un ordinogramme d’un mode d’exécution d’un procédé de contrôle selon l’invention. FIG. 6 is a flowchart of an embodiment of a control method according to the invention.

Un mode de réalisation d’un véhicule 200, notamment un véhicule automobile, est décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3. Le véhicule comprend un groupe moteur ou motopropulseur 150 incluant un moteur thermique 6, par exemple de type diesel, et une ligne d’échappement 7. Le moteur 6 comprend des cylindres, un collecteur d'admission d'air frais ou répartiteur et un collecteur d'échappement. Les cylindres sont alimentés en air par l'intermédiaire du répartiteur, lui-même alimenté par une conduite pourvue d'un filtre à air. Durant la phase de fonctionnement du moteur 6, des gaz d’échappement 14 récupérés par le collecteur d'échappement du moteur 6, sont issus de la combustion et évacués vers l'extérieur, en passant par cette ligne d’échappement 7. Ce moteur 6 est également équipé d’un système de post-traitement des gaz d’échappement 14 défini dans la ligne d’échappement 7. Ce système de post-traitement des gaz 14 comprend notamment le système de réduction catalytique sélective 2 pourvu d’un catalyseur 9 tel qu’un pain de réduction catalytique 9. On notera que le système 2 peut comprendre plusieurs pains catalytiques 9 et que dans ces conditions l’invention permet de contrôler l’état de fonctionnement de chaque pain catalytique 9 de manière distincte.An embodiment of a vehicle 200, in particular a motor vehicle, is described below with reference to FIGS. 2 and 3. The vehicle comprises an engine or powertrain unit 150 including a heat engine 6, for example of the diesel type, and an exhaust line 7. The engine 6 comprises cylinders, a fresh air intake manifold or distributor and an exhaust manifold. The cylinders are supplied with air via the distributor, itself supplied by a line provided with an air filter. During the operating phase of the engine 6, exhaust gases 14 recovered by the exhaust manifold of the engine 6, come from the combustion and are evacuated to the outside, passing through this exhaust line 7. This engine 6 is also equipped with an exhaust gas post-treatment system 14 defined in the exhaust line 7. This gas post-treatment system 14 comprises in particular the selective catalytic reduction system 2 provided with a catalyst 9 such as a catalytic reduction bread 9. It will be noted that the system 2 can comprise several catalytic breads 9 and that under these conditions the invention makes it possible to control the operating state of each catalytic bread 9 separately.

Dans la description, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens 20 d'écoulement normal des gaz d’échappement, à savoir du moteur vers l’atmosphère extérieure à travers une ligne d’échappement 7 d’un véhicule.In the description, the terms upstream and downstream are defined with respect to the normal direction of flow of the exhaust gases, namely from the engine to the outside atmosphere through an exhaust line 7 of a vehicle.

Le véhicule 200, en particulier le groupe motopropulseur 150, comprend encore un mode de réalisation d’un dispositif de contrôle 1 d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote pour ce véhicule.The vehicle 200, in particular the powertrain 150, further comprises an embodiment of a control device 1 of an operating state of a selective catalytic reduction system 2 of nitrogen oxides for this vehicle.

Le dispositif de contrôle 1 comporte une unité de commande électronique 3 plus connue sous l’acronyme ECU (acronyme anglais pour: Electronic Control Unit) et pouvant être un calculateur embarqué, ainsi qu’un module de vérification 4 du fonctionnement du moteur 6 et un module de contrôle 5 des paramètres de fonctionnement du système 2.The control device 1 comprises an electronic control unit 3 better known by the acronym ECU (English acronym for: Electronic Control Unit) and which can be an on-board computer, as well as a verification module 4 of the operation of the engine 6 and a control module 5 of system operating parameters 2.

L’unité de commande 3 est reliée à ces modules notamment via un réseau CAN (acronyme de « Controller Area Network »). Dans une variante, ces modules 4, 5 peuvent également être compris dans cette unité de commande 3. Cette unité de commande 3 comprend des ressources matérielles et logicielles et plus précisément au moins un processeur coopérant avec des éléments de mémoire. Ces ressources matérielles et logicielles sont aptes à exécuter des instructions de mise en œuvre d’un logiciel de contrôle du moteur.The control unit 3 is connected to these modules in particular via a CAN network (acronym for “Controller Area Network”). Alternatively, these modules 4, 5 can also be included in this control unit 3. This control unit 3 comprises hardware and software resources and more precisely at least one processor cooperating with memory elements. These hardware and software resources are capable of executing instructions for implementing motor control software.

Le module de vérification 4 du fonctionnement du moteur 6 permet de vérifier notamment les paramètres correspondant à un point de fonctionnement du moteur 6, tels que la demande de couple du conducteur, le régime du moteur 6, etc… En particulier, ce module de vérification 4 permet également de détecter une phase de fonctionnement du moteur 6, notamment une phase durant laquelle un premier composant 15a d’une réaction exothermique susceptible d’être réalisée au sein du système 2, est présent dans les gaz d’échappement 14.The verification module 4 of the operation of the engine 6 makes it possible to verify in particular the parameters corresponding to an operating point of the engine 6, such as the driver's torque request, the speed of the engine 6, etc. In particular, this verification module 4 also makes it possible to detect an operating phase of the engine 6, in particular a phase during which a first component 15a of an exothermic reaction capable of being carried out within the system 2, is present in the exhaust gases 14.

Le module de contrôle 5 des paramètres de fonctionnement du système 2 comprend notamment des capteurs de température 8a, 8b permettant de mesurer les températures Tam et Tav des gaz d’échappement 14 respectivement en amont et en aval du système 2 et, en particulier, en amont et en aval du catalyseur 9.The control module 5 of the operating parameters of the system 2 notably comprises temperature sensors 8a, 8b making it possible to measure the temperatures Tam and Tav of the exhaust gases 14 respectively upstream and downstream of the system 2 and, in particular, in upstream and downstream of the catalyst 9.

En référence à la figure 3, dans ce groupe motopropulseur 150, le système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote plus connu sous l’acronyme SCR qui signifie en anglais «Selective Catalytic Reduction» est destiné à la dépollution des gaz d’échappement 14 du moteur 6. Ainsi qu’évoqué précédemment, ce système 2 comprend un catalyseur 9 encore appelé convertisseur catalytique, par exemple dans ce mode de réalisation un pain catalytique. Le système 2 assure le traitement des oxydes d'azote (essentiellement monoxyde d’azote NO et dioxyde d’azote NO2) notés généralement NOx par la suite, qui sont contenus dans ces gaz d’échappement 14 et permet alors de réduire les NOx grâce à l'injection d'un agent de réduction 16, ou réducteur, et au catalyseur 9. Ce système 2 comprend un module de stockage 18 comprenant l’agent de réduction 16 qui est relié à la ligne d’échappement 7 en amont d’un module de mélange 19 de ce gaz d’échappement 14 avec cet agent de réduction 16. Le module de mélange 19 est agencé en amont du catalyseur 9 de ce système 2.Referring to Figure 3, in this powertrain 150, the selective catalytic reduction system 2 of nitrogen oxides better known by the acronym SCR which means in English "Selective Catalytic Reduction" is intended for the pollution control of exhaust gases. exhaust 14 of engine 6. As mentioned above, this system 2 comprises a catalyst 9 also called a catalytic converter, for example in this embodiment a catalytic bread. The system 2 ensures the treatment of nitrogen oxides (essentially nitrogen monoxide NO and nitrogen dioxide NO 2 ) generally denoted NOx thereafter, which are contained in these exhaust gases 14 and then makes it possible to reduce the NOx thanks to the injection of a reducing agent 16, or reducing agent, and to the catalyst 9. This system 2 comprises a storage module 18 comprising the reducing agent 16 which is connected to the exhaust line 7 upstream of a module 19 for mixing this exhaust gas 14 with this reducing agent 16. The mixing module 19 is arranged upstream of the catalyst 9 of this system 2.

Sur les figures 4 et 5, le catalyseur 9 comprend un substrat 10, pouvant être un monolithe en céramique telle que de la céramique cordiérite, pourvu de canaux 12 dont des parois internes sont enduites d'une phase active catalytique 11 que l'on peut désigner par le terme anglo-saxon de « washcoat ». Suivant la terminologie française, on parlera de phase active 11 ou de revêtement catalytique 11 comme un équivalent du terme «washcoat». Ce revêtement catalytique 11 est une couche intermédiaire poreuse comprise dans chaque canal 12 du substrat 10. Cette couche possède une très grande surface 17 spécifique de contact avec les gaz d’échappement 14 et participe au stockage d’un agent de réduction 16 dans des sites actifs 13 définis au niveau de cette surface 17 et au niveau desquels se produisent des réactions de réduction des NOx.In FIGS. 4 and 5, catalyst 9 comprises a substrate 10, which may be a ceramic monolith such as cordierite ceramic, provided with channels 12 whose internal walls are coated with an active catalytic phase 11 which can be designate by the Anglo-Saxon term "washcoat". According to the French terminology, we will speak of active phase 11 or of catalytic coating 11 as an equivalent of the term “washcoat”. This catalytic coating 11 is a porous intermediate layer included in each channel 12 of the substrate 10. This layer has a very large specific surface 17 of contact with the exhaust gases 14 and participates in the storage of a reduction agent 16 in sites assets 13 defined at the level of this surface 17 and at the level of which NOx reduction reactions occur.

Ainsi qu’évoqué précédemment, l’agent de réduction 16 qui est injecté dans la ligne d’échappement 7 par le module de stockage 18 est mélangé aux gaz d’échappement 14 dans le module de mélange 19. Cet agent de réduction 16 peut être par exemple de l’hydrogène, des hydrocarbures ou encore de l’éthanol. Cependant, dans ce mode de réalisation, l’agent de réduction 16 est de préférence un composé ammoniacal qui peut être soit sous une forme liquide tel que de l’AdBlue® qui est une solution pouvant comprendre environ un tiers d’urée et deux tiers d’eau, ou soit sous une forme solide tel que de l’ammoniac gazeux stocké sous forme de cristaux solides.As mentioned previously, the reduction agent 16 which is injected into the exhaust line 7 by the storage module 18 is mixed with the exhaust gases 14 in the mixing module 19. This reduction agent 16 can be for example hydrogen, hydrocarbons or even ethanol. However, in this embodiment, the reducing agent 16 is preferably an ammoniacal compound which can be either in a liquid form such as AdBlue® which is a solution which can comprise approximately one third of urea and two thirds water, or either in a solid form such as gaseous ammonia stored in the form of solid crystals.

Ainsi, cet agent de réduction 16 tel que de l’ammoniac peut être alors stocké dans les sites actifs 13 de ce revêtement catalytique 11 pour réduire les NOx compris dans les gaz d’échappement 14 qui traversent les canaux 12 du substrat 10 de ce catalyseur 9 selon les principales réactions de réduction suivantes :
4NO + 4NH3+O2→ 4N2+ 6H2O
2NO2+ 4NH3+ O2→3N2+6H2O
NO2+ NO + 2NH3→2N2+ 3H2O
Thus, this reducing agent 16 such as ammonia can then be stored in the active sites 13 of this catalytic coating 11 to reduce the NOx included in the exhaust gases 14 which pass through the channels 12 of the substrate 10 of this catalyst. 9 according to the following main reduction reactions:
4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O23N2 + 6H2O
NO2 + NO + 2NH32N2 + 3H2O

Ce revêtement catalytique 11 peut être constitué d’un deuxième composant 15b qui peut être un minéral microporeux appartenant au groupe des silicates tel que de la zéolithe. Ce deuxième composant 15b est apte à provoquer, avec le premier composant 15a:
- une première réaction exothermique à l’origine d’un phénomène dit «d’exotherme» correspondant à un échauffement du catalyseur 9 dû à la libération d'énergie produite par cette réaction exothermique dans le catalyseur 9 et à l’adsorption d’eau gazeuse sur la zéolithe, lorsque la température du catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote est suffisamment basse, et
- une deuxième réaction endothermique à l’origine d’un phénomène dit «d’endotherme» correspondant à un refroidissement du catalyseur 9 dû à la désorption d’eau de la zéolithe.
This catalytic coating 11 may consist of a second component 15b which may be a microporous mineral belonging to the group of silicates such as zeolite. This second component 15b is able to cause, with the first component 15a:
- a first exothermic reaction at the origin of a phenomenon called "exotherm" corresponding to a heating of the catalyst 9 due to the release of energy produced by this exothermic reaction in the catalyst 9 and to the adsorption of water gas on the zeolite, when the temperature of the catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides is sufficiently low, and
- a second endothermic reaction at the origin of a so-called “endotherm” phenomenon corresponding to a cooling of the catalyst 9 due to the desorption of water from the zeolite.

Ceci constitue un effet thermique particulier, qui se manifeste quand un catalyseur est très dégradé (mais néanmoins présent), et aussi en l’absence d’un catalyseur, lorsque la température du catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote est suffisamment basse.This constitutes a particular thermal effect, which manifests itself when a catalyst is very degraded (but nevertheless present), and also in the absence of a catalyst, when the temperature of the catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides is sufficiently low.

Il a été remarqué que ce phénomène d’exotherme et/ou ce phénomène d’endotherme est inexistant pour un système 2 ayant un état de fonctionnement dégradé ne permettant pas un traitement des substances polluantes comprises dans les gaz d’échappement 14 et résultant notamment d’un état défaillant du catalyseur 9. En effet, un tel état du catalyseur 9 traduit une usure et/ou un vieillissement de ce dernier, notamment du revêtement catalytique 11 constitué de ce deuxième composant 15b, induisant directement une réduction voire une disparition du nombre de sites actifs 13 au niveau desquels se produisent des réactions de réduction des NOx. Effectivement, avec le temps, les gaz d’échappement 14 effritent ce revêtement 11 et en particulier les sites actifs 13 dont il est pourvu. Cette dégradation est d’autant plus forte que le débit des gaz d’échappement 14 est fort et que ces derniers sont à de très hautes températures. Cet effritement lent et continu vient réduire les sites actifs 13 en nombre mais également en efficacité. Ainsi, chaque site actif 13 ne capte plus d’agent de réduction 16 avec autant d’efficacité qu’un catalyseur 9 présentant un état fonctionnel.It has been noted that this exothermic phenomenon and/or this endothermic phenomenon is non-existent for a system 2 having a degraded operating state that does not allow treatment of the polluting substances included in the exhaust gases 14 and resulting in particular from a faulty state of the catalyst 9. Indeed, such a state of the catalyst 9 reflects wear and/or aging of the latter, in particular of the catalytic coating 11 consisting of this second component 15b, directly inducing a reduction or even disappearance of the number active sites 13 at which NOx reduction reactions occur. Indeed, over time, the exhaust gases 14 crumble this coating 11 and in particular the active sites 13 with which it is provided. This degradation is all the greater when the flow rate of the exhaust gases 14 is high and when the latter are at very high temperatures. This slow and continuous erosion reduces the active sites 13 in number but also in effectiveness. Thus, each active site 13 no longer captures a reduction agent 16 with as much efficiency as a catalyst 9 exhibiting a functional state.

Par ailleurs, en l’absence de catalyseur sur la ligne d’échappement, mais moins dans le cas d’un catalyseur présent mais dégradé, la différence de température entre l’entrée et la sortie du catalyseur est très faible par rapport à cette même différence de température en présence d’un catalyseur. Ceci est particulièrement vrai lorsque la température en amont du catalyseur augmente ou diminue rapidement. Dans le premier cas (c’est-à-dire augmentation de la température des gaz en amont du catalyseur), l’inertie thermique du catalyseur absorbe une partie de la chaleur des gaz. On obtient ainsi une diminution importante de la température des gaz entre l’entrée et la sortie. Dans le second cas (c’est-à-dire diminution de la température des gaz en amont du catalyseur), une partie de la chaleur emmagasinée dans le catalyseur est transférée aux gaz. On obtient ainsi une augmentation importante de la température des gaz entre l’entrée et la sortie.Furthermore, in the absence of a catalyst on the exhaust line, but less so in the case of a catalyst present but degraded, the temperature difference between the inlet and the outlet of the catalyst is very small compared to this same temperature difference in the presence of a catalyst. This is especially true when the temperature upstream of the catalyst increases or decreases rapidly. In the first case (i.e. increase in the temperature of the gases upstream of the catalyst), the thermal inertia of the catalyst absorbs part of the heat from the gases. A significant reduction in the temperature of the gases between the inlet and the outlet is thus obtained. In the second case (i.e. reduction in the temperature of the gases upstream of the catalyst), part of the heat stored in the catalyst is transferred to the gases. A significant increase in the temperature of the gases between the inlet and the outlet is thus obtained.

Ceci constitue un autre effet thermique.This constitutes another thermal effect.

L’invention met à profit les deux effets thermiques pour diagnostiquer, par deux critères calculés dans des conditions particulières, si le catalyseur est présent ou absent, et dans le cas où il est présent, s’il est dégradé.The invention takes advantage of the two thermal effects to diagnose, by two criteria calculated under particular conditions, whether the catalyst is present or absent, and if it is present, whether it is degraded.

Le dispositif 1 permet de mettre en œuvre un mode d’exécution d’un procédé de contrôle de l’état de fonctionnement du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote, soit un procédé de diagnostic du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote.The device 1 makes it possible to implement an embodiment of a method for controlling the operating state of the system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, or a method for diagnosing the system for selective catalytic reduction 2 nitrogen oxides.

Un tel procédé permet notamment qu’une information de défaut de fonctionnement du système 2 soit donnée à un utilisateur d'un véhicule lors d'un dysfonctionnement du système 2.Such a method allows in particular that information on a malfunction of the system 2 is given to a user of a vehicle during a malfunction of the system 2.

Un tel mode d’exécution d’un tel procédé est décrit ci-après en référence à la figure 6.Such an embodiment of such a method is described below with reference to Figure 6.

Le procédé comprend la mise en place d'un contrôle d’un état de fonctionnement du système 2 basé sur la mesure de la température Tam des gaz d’échappement 14 en amont du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote, notamment en amont du catalyseur 9, et sur la mesure de la température Tav des gaz d’échappement 14 en aval du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote, notamment en aval du catalyseur 9. Ce contrôle est réalisé de manière continue durant des phases de fonctionnement du moteur 6 qui présentent des conditions favorables à la réalisation d’un tel contrôle, et qui sont détaillées plus bas.The method comprises setting up a control of an operating state of the system 2 based on the measurement of the temperature Tam of the exhaust gases 14 upstream of the system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, in particular upstream of the catalyst 9, and on the measurement of the temperature Tav of the exhaust gases 14 downstream of the system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, in particular downstream of the catalyst 9. This control is carried out continuously during phases of operation of the engine 6 which present favorable conditions for carrying out such a check, and which are detailed below.

Le procédé permet un contrôle fiable et efficace de l’état de fonctionnement du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote du véhicule.The method allows reliable and efficient monitoring of the operating status of the selective catalytic reduction system 2 of nitrogen oxides of the vehicle.

Pour ce faire, ce procédé comprend une étape de détection 20 d’une phase de fonctionnement du moteur 6. La détection de cette phase de fonctionnement autorise un déclenchement du contrôle de l’état de fonctionnement du système 2. Une telle étape 20 est mise en œuvre par le dispositif, notamment par l’unité de commande 3 et en particulier par le module de vérification 4 du fonctionnement du moteur 6. Lors de cette étape 20, le module de vérification 4 vérifie les paramètres de fonctionnement du moteur 6 et est ainsi apte à détecter différentes phases de fonctionnement de ce dernier. Un tel module de vérification 4 est configuré pour transmettre les différentes phases de fonctionnement détectées à l’unité de commande 3. Cette unité de commande 3 est ensuite apte à identifier parmi ces phases de fonctionnement du moteur 6 reçues, une phase durant laquelle le premier composant 15a est compris dans les gaz d’échappement 14 qui vont traverser le système 2 et en particulier le catalyseur 9. Ce premier composant 15a compris dans les gaz d’échappement 14 participe avec le deuxième composant 15b compris dans le catalyseur 9 à des réactions exothermique et endothermique susceptibles d’être réalisées au sein de ce dernier, en particulier au sein du revêtement catalytique 11.To do this, this method comprises a step 20 of detecting an operating phase of the motor 6. The detection of this operating phase authorizes triggering of the control of the operating state of the system 2. Such a step 20 is implemented implemented by the device, in particular by the control unit 3 and in particular by the verification module 4 of the operation of the engine 6. During this step 20, the verification module 4 verifies the operating parameters of the engine 6 and is thus capable of detecting different phases of operation of the latter. Such a verification module 4 is configured to transmit the various operating phases detected to the control unit 3. This control unit 3 is then capable of identifying among these operating phases of the engine 6 received, a phase during which the first component 15a is included in the exhaust gases 14 which will pass through the system 2 and in particular the catalyst 9. This first component 15a included in the exhaust gases 14 participates with the second component 15b included in the catalyst 9 in reactions exothermic and endothermic capable of being produced within the latter, in particular within the catalytic coating 11.

Dans ce contexte, le premier composant 15a peut être de l’eau. Un tel composant 15a est par exemple présent dans les gaz d’échappement 14, dû à l’humidité de l’air et à la combustion dans les cylindres du moteur. La fraction de l’eau qui se présente sous forme gazeuse est apte à être adsorbée sur la zéolithe si la température de catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote est suffisamment basse. Avantageusement, on vérifie que cette condition est remplie lors d’une phase détectée qui peut être une phase de démarrage à froid du moteur 6. Cette période de diagnostic P peut être comprise, lorsque la phase de fonctionnement du moteur 6 détectée est une phase de démarrage à froid, entre le démarrage et l’échéance d’une temporisation donnée. Cette période de diagnostic P est fonction de la phase de fonctionnement détectée du moteur 6, des caractéristiques du moteur 6, des caractéristiques du catalyseur 9, et/ou des conditions environnementales dans lesquelles sont compris le moteur 6 et le catalyseur 9. D’autres variantes sont possibles. Par exemple, de manière non limitative, on peut vérifier que la température du liquide de refroidissement du moteur est inférieure à un seuil, ce qui signale que le moteur et le catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote ont refroidi.In this context, the first component 15a can be water. Such a component 15a is for example present in the exhaust gases 14, due to the humidity of the air and the combustion in the cylinders of the engine. The fraction of water which is in gaseous form is capable of being adsorbed on the zeolite if the temperature of the catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides is sufficiently low. Advantageously, it is checked that this condition is fulfilled during a detected phase which may be a cold start phase of the engine 6. This diagnostic period P may be included, when the operating phase of the engine 6 detected is a phase of cold start, between the start and the expiry of a given time delay. This diagnostic period P is a function of the detected operating phase of the engine 6, of the characteristics of the engine 6, of the characteristics of the catalyst 9, and/or of the environmental conditions in which the engine 6 and the catalyst 9 are included. variations are possible. For example, without limitation, the engine coolant temperature can be checked to be below a threshold, which signals that the engine and the selective nitrogen oxide reduction catalyst have cooled.

Dans une première étape 21, dès le démarrage du moteur 6, le dispositif 1 acquiert de manière continue des données de température des gaz d’échappement Tam en amont du système de réduction catalytique sélective 2 et de température des gaz d’échappement Tav en aval du système de réduction catalytique sélective 2. Ces données sont par exemples stockées dans une mémoire. Ces données sont par exemple acquises à chaque instant déterminé par une fréquence d’acquisition ou d’échantillonnage prédéterminée et/ou constante. Pour ce faire, les capteurs de température 8a, 8b des gaz d’échappement 14 agencés en amont et en aval du catalyseur 9 transmettent des signaux relatifs à des mesures de ces températures amont et aval Tam, Tav à l’unité de commande 3, en particulier au module de contrôle 5 du fonctionnement du système 2. Dans une variante, seul le capteur de température 8b agencé en aval du catalyseur 9 transmet des signaux relatifs à des mesures de cette température aval Tav, l’unité de commande 3 étant alors apte à déterminer la température Tam en amont du catalyseur 9 à partir d’un modèle thermique des gaz d’échappement 14 adapté pour déterminer la température Tam des gaz d’échappement 14 en amont du catalyseur 9 en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur 6 et/ou du catalyseur 9. Par la suite, ces températures Tam, Tav en amont et en aval du catalyseur 9 sont archivées dans les éléments de mémoire de l’unité de commande 3.In a first step 21, as soon as the engine 6 is started, the device 1 continuously acquires exhaust gas temperature data Tam upstream of the selective catalytic reduction system 2 and exhaust gas temperature data Tav downstream of the selective catalytic reduction system 2. These data are for example stored in a memory. These data are for example acquired at each instant determined by a predetermined and/or constant acquisition or sampling frequency. To do this, the temperature sensors 8a, 8b of the exhaust gases 14 arranged upstream and downstream of the catalyst 9 transmit signals relating to measurements of these temperatures upstream and downstream Tam, Tav to the control unit 3, in particular to the module 5 for controlling the operation of the system 2. In a variant, only the temperature sensor 8b arranged downstream of the catalyst 9 transmits signals relating to measurements of this downstream temperature Tav, the control unit 3 then being capable of determining the temperature Tam upstream of the catalyst 9 from a thermal model of the exhaust gases 14 adapted to determine the temperature Tam of the exhaust gases 14 upstream of the catalyst 9 as a function of operating parameters of the engine 6 and/or catalyst 9. Subsequently, these temperatures Tam, Tav upstream and downstream of catalyst 9 are archived in the memory elements of control unit 3.

Les températures amont et aval Tam, Tav déterminées et archivées dans l’unité de commande 3, sont illustrées sur les figures 4 et 5. Pour une meilleure compréhension de l’invention sont représentées:
- sur la figure 4, les températures Tam, Tav en amont et en aval du catalyseur 9, déterminées pour ce catalyseur 9 lorsqu’il est neuf et donc présentant un état de fonctionnel correct, et
- sur la figure 5, les températures Tam, Tav en amont et en aval du catalyseur 9, déterminées pour ce catalyseur 9 lorsqu’il est usagé et qu’il présente un état défaillant.
The upstream and downstream temperatures Tam, Tav determined and archived in the control unit 3, are illustrated in Figures 4 and 5. For a better understanding of the invention are represented:
- in Figure 4, the temperatures Tam, Tav upstream and downstream of the catalyst 9, determined for this catalyst 9 when it is new and therefore has a correct state of operation, and
- in Figure 5, the temperatures Tam, Tav upstream and downstream of the catalyst 9, determined for this catalyst 9 when it is used and has a faulty state.

Sur la figure 4, on peut constater que la température aval Tav est sensiblement supérieure à la température amont Tam sur la période s’étendant entre 60 s et 120 s. Ceci est la conséquence d’une réaction exothermique se produisant dans le catalyseur. Puis, on peut constater que la température aval Tav est sensiblement inférieure à la température amont Tam sur la période s’étendant entre 150 s et 370 s. Ceci est la conséquence d’une réaction endothermique se produisant dans le catalyseur. La séquence de ces deux réactions successives traduit un état de bon fonctionnement du système 2 de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote.In Figure 4, it can be seen that the downstream temperature Tav is significantly higher than the upstream temperature Tam over the period extending between 60 s and 120 s. This is the consequence of an exothermic reaction occurring in the catalyst. Then, it can be seen that the downstream temperature Tav is significantly lower than the upstream temperature Tam over the period extending between 150 s and 370 s. This is the consequence of an endothermic reaction occurring in the catalyst. The sequence of these two successive reactions reflects a state of proper operation of system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides.

Sur la figure 5, on peut constater que la température aval Tav est sensiblement inférieure à la température amont Tam sur la période s’étendant entre 100 s et 250 s. Ceci est la conséquence d’une réaction endothermique se produisant dans le catalyseur. En revanche, on ne constate pas de phase où la température aval Tav est sensiblement supérieure à la température amont Tam. Il n’y a donc pas de réaction exothermique se produisant dans le catalyseur. Ceci traduit un état de dysfonctionnement du système 2 de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote.In Figure 5, it can be seen that the downstream temperature Tav is significantly lower than the upstream temperature Tam over the period extending between 100 s and 250 s. This is the consequence of an endothermic reaction occurring in the catalyst. On the other hand, there is no phase where the downstream temperature Tav is substantially higher than the upstream temperature Tam. There is therefore no exothermic reaction occurring in the catalyst. This reflects a state of dysfunction of system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides.

Dans une deuxième étape 22, on calcule un critère C. Ce critère est par exemple défini par la formule C=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav), dans laquelle max(Tam-Tav) désigne la valeur maximale sur la période d’acquisition de la différence entre la température amont Tam et la température aval Tav, et min(Tam-Tav) désigne la valeur minimale sur la période d’acquisition de la différence entre la température amont Tam et la température aval Tav.In a second step 22, a criterion C is calculated. This criterion is for example defined by the formula C=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav), in which max(Tam-Tav) denotes the maximum value over the acquisition period of the difference between the upstream temperature Tam and the downstream temperature Tav, and min(Tam-Tav) denotes the minimum value over the acquisition period of the difference between the upstream temperature Tam and the downstream temperature Tav.

Dans une première phase 80, le dispositif détermine la capacité calorifique ou une valeur représentative de la capacité calorifique (inertie thermique) du système de réduction catalytique sélective 2.In a first phase 80, the device determines the heat capacity or a value representative of the heat capacity (thermal inertia) of the selective catalytic reduction system 2.

Pour ce faire, dans une troisième étape 23, le dispositif calcule un premier critère C1, pendant une première période. Ce premier critère C1 est la valeur du critère C à l’issue de la première période de diagnostic. La première période est de préférence initiée dès le démarrage du moteur. La première période prend de préférence fin lorsqu’un gradient de température supérieur à un premier seuil MAX1, MIN1 est détecté en amont du système de réduction catalytique sélective 2 et lorsqu’une première temporisation t1 initiée au démarrage du moteur est échue. Par gradient de température, on entend ici la valeur absolue de la dérivée par rapport au temps de la température en amont du système de réduction catalytique sélective 2. On peut utiliser un seuil MAX1 pour les variations positives de la température et un seuil MIN1 pour les variations négatives de la température.To do this, in a third step 23, the device calculates a first criterion C1, during a first period. This first criterion C1 is the value of criterion C at the end of the first diagnostic period. The first period is preferably initiated as soon as the engine is started. The first period preferably ends when a temperature gradient greater than a first threshold MAX1, MIN1 is detected upstream of the selective catalytic reduction system 2 and when a first time delay t1 initiated on starting the engine has expired. By temperature gradient is meant here the absolute value of the derivative with respect to time of the temperature upstream of the selective catalytic reduction system 2. A threshold MAX1 can be used for the positive variations in temperature and a threshold MIN1 for the negative temperature variations.

Dans une quatrième étape 24, le dispositif valide le calcul du premier critère C1 si, durant la première période, la température des gaz d’échappement Tam en amont du système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote a varié plus qu’un deuxième seuil S1 en une durée inférieure à un troisième seuil S2.In a fourth step 24, the device validates the calculation of the first criterion C1 if, during the first period, the temperature of the exhaust gases Tam upstream of the system 2 for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides has varied more than one second threshold S1 in a duration less than a third threshold S2.

Dans une cinquième étape 25, le dispositif compare la valeur du critère C1 à un quatrième seuil C12 et/ou à un cinquième seuil C11 afin d’obtenir la capacité calorifique ou une image de la capacité calorifique (ou inertie thermique), c’est-à-dire de la capacité calorifique, du système de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote 2 et d’en déduire si le catalyseur est présent ou absent, mais il ne permet pas de détecter un catalyseur fonctionnel ou non fonctionnel. Par exemple, on considère le système de réduction catalytique sélective 2 des oxydes d’azote comme absent si la valeur du premier critère est inférieure au cinquième seuil C11. Par exemple encore, on considère le système de réduction catalytique sélective 2 comme présent si la valeur du premier critère est supérieure au quatrième seuil C12.In a fifth step 25, the device compares the value of the criterion C1 with a fourth threshold C12 and/or with a fifth threshold C11 in order to obtain the heat capacity or an image of the heat capacity (or thermal inertia), this is that is to say from the heat capacity, of the selective catalytic reduction system for nitrogen oxides 2 and to deduce therefrom whether the catalyst is present or absent, but it does not make it possible to detect a functional or non-functional catalyst. For example, the selective catalytic reduction system 2 of nitrogen oxides is considered absent if the value of the first criterion is lower than the fifth threshold C11. For example again, the selective catalytic reduction system 2 is considered to be present if the value of the first criterion is greater than the fourth threshold C12.

Dans une deuxième phase 90, le dispositif détecte l’existence ou l’absence de réactions exothermique et/ou endothermique se produisant dans le système de réduction catalytique sélective 2. Ce deuxième effet permet de détecter non seulement la présence ou l’absence du catalyseur, mais aussi de diagnostiquer un catalyseur défaillant.In a second phase 90, the device detects the existence or the absence of exothermic and/or endothermic reactions occurring in the selective catalytic reduction system 2. This second effect makes it possible to detect not only the presence or the absence of the catalyst , but also to diagnose a faulty catalytic converter.

Pour ce faire, dans une sixième étape 26, le dispositif calcule un deuxième critère C2, pendant une deuxième période de diagnostic. Ce deuxième critère C2 est la valeur du critère C à l’issue de la deuxième période. La deuxième période est de préférence initiée dès le démarrage du moteur. La deuxième période prend de préférence fin lorsque:
- un seuil de température T8 est atteint par la température Tav en aval du système de réduction catalytique sélective 2, et
- une deuxième temporisation t2 initiée au démarrage du moteur est échue.
To do this, in a sixth step 26, the device calculates a second criterion C2, during a second diagnostic period. This second criterion C2 is the value of criterion C at the end of the second period. The second period is preferably initiated as soon as the engine is started. The second period preferably ends when:
- a temperature threshold T8 is reached by the temperature Tav downstream of the selective catalytic reduction system 2, and
- a second time delay t2 initiated on starting the motor has expired.

Dans une septième étape 27, le dispositif valide le calcul du deuxième critère C2 si:
- une première condition suivante est vérifiée: une durée suffisante s’est écoulée depuis le dernier fonctionnement du moteur, et
- une deuxième condition suivante est vérifiée: une quantité limitée d’eau est stockée dans le système de réduction catalytique sélective 2 au moment du démarrage.
In a seventh step 27, the device validates the calculation of the second criterion C2 if:
- a first following condition is verified: a sufficient time has elapsed since the last operation of the engine, and
- a second following condition is verified: a limited quantity of water is stored in the selective catalytic reduction system 2 at the time of starting.

Concernant la première condition, il apparaît que la température du catalyseur au démarrage du moteur est un paramètre d’influence de premier ordre. Si la température est supérieure à un seuil, l’adsorption d’eau peut ne pas se produire ou le dégagement de chaleur peut ne pas être suffisant pour augmenter de manière significative la température des gaz entre l’entrée et la sortie du catalyseur. De plus, les conditions ambiantes pourraient affecter l’effet exotherme / endotherme. Cette première condition peut être exprimée comme suit:
[[[|Teau_moteur–Tamb|init < ∆T1 OU tinactif > tseuil]
ET (T2 < Teau_moteur init < T3)
ET (T4 < Tamb au moment de la prise de décision < T5)]
OU [T6 < Tam init < T7]]
avec
Teau_moteur: la température du liquide de refroidissement du moteur,
Teau_moteur init: la température du liquide de refroidissement du moteur au début de la deuxième période,
Tamb au moment de la prise de décision: la température ambiante de l’atmosphère entourant le moteur ou le véhicule au moment de la validation du calcul du critère C2,
Tamb init: la température ambiante de l’atmosphère entourant le moteur ou le véhicule au début de la deuxième période,
Tam init: la température Tam en amont du système de réduction catalytique sélective 2 au début de la deuxième période
∆T1, T2, T3, T4, T5, T6 et T7: des seuils de température,
tinactif: la durée d’inactivité du moteur avant le début de la deuxième période,
tseuil: un seuil de durée.
Concerning the first condition, it appears that the temperature of the catalyst at the start of the engine is a parameter of first order influence. If the temperature is above a threshold, water adsorption may not occur or heat release may not be sufficient to significantly increase the gas temperature between the catalyst inlet and outlet. Also, ambient conditions could affect the exothermic/endothermal effect. This first condition can be expressed as follows:
[[[|Teau_engine–Tamb|init < ∆T1 OR inactive > tthreshold]
AND (T2 < Teau_motor init < T3)
AND (T4 < Tamb at time of decision < T5)]
OR [T6 < Tam init < T7]]
with
Teau_engine: engine coolant temperature,
Teau_engine init: the temperature of the engine coolant at the start of the second period,
Tamb at the time of the decision: the ambient temperature of the atmosphere surrounding the engine or the vehicle at the time of validation of the calculation of criterion C2,
Tamb init: the ambient temperature of the atmosphere surrounding the engine or vehicle at the start of the second period,
Tam init: the temperature Tam upstream of selective catalytic reduction system 2 at the start of the second period
∆T1, T2, T3, T4, T5, T6 and T7: temperature thresholds,
inactive: the duration of engine inactivity before the start of the second period,
tthreshold: a duration threshold.

Concernant la deuxième condition, il apparaît que pour tirer profit des effets exothermiques et endothermiques dans le diagnostic du système de réduction catalytique sélective 2, il est important de vérifier que lors du précèdent trajet, toute (ou au moins une partie importante de) l’eau adsorbée par le catalyseur (par exemple dans la zéolithe) a été désorbée au cours de la phase antérieure de fonctionnement du moteur. Si tel n’es pas le cas, le catalyseur ne peut plus adsorber une quantité significative d’eau gazeuse pendant la phase de fonctionnement suivante. Le catalyseur ne peut donc, dans cette phase suivante, que désorber l’eau déjà stockée. Dans ce cas, seul l’effet endothermique pourrait être observé. Une observation empirique du phénomène sur plus de 90 phases de fonctionnement a conduit à identifier par exemple un critère simple permettant de vérifier cette deuxième condition. Ce critère est le suivant:
Tav max préc > T8 ET ttotal pré > D1
avec
Tav max préc: la température Tav maximale en aval du système de réduction catalytique sélective 2 lors de la phase de fonctionnement précédente,
ttotal pré: la durée d’activité du moteur lors de la phase de fonctionnement précédente,
D1: un seuil de durée,
T8: un seuil de température.
Regarding the second condition, it appears that in order to take advantage of the exothermic and endothermic effects in the diagnosis of the selective catalytic reduction system 2, it is important to check that during the preceding journey, all (or at least a significant part of) the water adsorbed by the catalyst (for example in the zeolite) has been desorbed during the previous phase of engine operation. If this is not the case, the catalyst can no longer adsorb a significant quantity of gaseous water during the next operating phase. The catalyst can therefore, in this next phase, only desorb the water already stored. In this case, only the endothermic effect could be observed. An empirical observation of the phenomenon over more than 90 operating phases led to the identification, for example, of a simple criterion making it possible to verify this second condition. This criterion is as follows:
Tav max prev > T8 AND ttotal pre > D1
with
Tav max prev: the maximum Tav temperature downstream of the selective catalytic reduction system 2 during the previous operating phase,
ttotal pre: the duration of motor activity during the previous operating phase,
D1: a duration threshold,
T8: a temperature threshold.

Une troisième condition de validation du deuxième critère C2 pourrait par exemple être en outre utilisée. Cette troisième condition peut être une vérification que la quantité de carburant utilisée par le moteur est suffisante pour maximiser la quantité d’eau adsorbée. En effet, l’humidité de l’air et la combustion du carburant amènent de l’eau dans la ligne d’échappement et permettre l’adsorption d’eau gazeuse et la désorption.A third condition for validation of the second criterion C2 could for example also be used. This third condition can be a verification that the quantity of fuel used by the engine is sufficient to maximize the quantity of adsorbed water. Indeed, the humidity of the air and the combustion of the fuel bring water into the exhaust line and allow the adsorption of gaseous water and the desorption.

Dans une huitième étape 28, si le calcul du deuxième critère C2 est validé à l’étape 27, le dispositif compare la valeur du deuxième critère C2 à un seuil C22 et/ou à un seuil C21 afin d’obtenir des réactions endothermique et exothermique se produisant dans le système de réduction catalytique sélective 2 et d’en déduire si le catalyseur est présent ou absent ou non fonctionnel. Par exemple, on considère le système de réduction catalytique sélective 2 comme absent et/ou non fonctionnel si la valeur du deuxième critère est inférieure au seuil C21. Par exemple encore, on considère le système de réduction catalytique sélective 2 comme présent et/ou fonctionnel si la valeur du deuxième critère est supérieure au seuil C22.In an eighth step 28, if the calculation of the second criterion C2 is validated in step 27, the device compares the value of the second criterion C2 with a threshold C22 and/or with a threshold C21 in order to obtain endothermic and exothermic reactions occurring in the selective catalytic reduction system 2 and to deduce therefrom whether the catalyst is present or absent or not functional. For example, the selective catalytic reduction system 2 is considered as absent and/or non-functional if the value of the second criterion is lower than the threshold C21. For example again, the selective catalytic reduction system 2 is considered to be present and/or functional if the value of the second criterion is greater than the threshold C22.

Les première et deuxième phases peuvent être mises en œuvre indépendamment l’une de l’autre. En particulier, dans un mode d’exécution du procédé, on peut ne mettre en œuvre que la première phase ou on peut ne mettre en œuvre que la deuxième phase.The first and second phases can be implemented independently of each other. In particular, in one embodiment of the method, only the first phase can be implemented or only the second phase can be implemented.

Toutefois, on met avantageusement en œuvre les première et deuxième phases dans un mode d’exécution préféré. Dans ces phases, les calculs des premier et deuxième critères peuvent être exécutés l’un après l’autre ou simultanément ou quasi-simultanément.However, the first and second phases are advantageously implemented in a preferred embodiment. In these phases, the calculations of the first and second criteria can be executed one after the other or simultaneously or quasi-simultaneously.

Les seuils C11 et C21 peuvent être identiques ou sensiblement identiques. Alternativement, les seuils C11 et C21 peuvent être différents.Thresholds C11 and C21 may be identical or substantially identical. Alternatively, the thresholds C11 and C21 can be different.

Les seuils C12 et C22 peuvent être identiques ou sensiblement identiques. Alternativement, les seuils C12 et C22 peuvent être différents.Thresholds C12 and C22 may be identical or substantially identical. Alternatively, the thresholds C12 and C22 can be different.

De préférence, on utilise les deux critères C1 et C2 pour détecter l’absence du catalyseur et seulement le critère C2 pour détecter une perte importante d’efficacité du catalyseur.Preferably, the two criteria C1 and C2 are used to detect the absence of the catalyst and only the criterion C2 to detect a significant loss of efficiency of the catalyst.

Le procédé peut encore comprendre une étape de transmission 29 d’un message d’alerte, notamment d’un message d’alerte visuel et/ou sonore à l’utilisateur du véhicule lorsque le critère de diagnostic C1 et/ou C2 est inférieur au seuil C11 et/ou C21, afin d’avertir l’utilisateur d'un dysfonctionnement du catalyseur 9. Ceci est déterminé lors d’une étape 30 ou 31, suite à laquelle on passe à l’étape 29 ou on boucle sur l’étape 20.The method may further comprise a step 29 of transmitting an alert message, in particular a visual and/or audible alert message to the user of the vehicle when the diagnostic criterion C1 and/or C2 is lower than the threshold C11 and/or C21, in order to warn the user of a malfunction of the catalyst 9. This is determined during a step 30 or 31, following which one passes to step 29 or one loops on the step 20.

En complément, on notera que l’invention porte également sur un logiciel de contrôle comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes de ce procédé lorsque ledit logiciel est exécuté par l’unité de commande 3, le module de vérification 4 du fonctionnement du moteur et/ou le module de contrôle 5 des paramètres de fonctionnement du système 2.In addition, it will be noted that the invention also relates to control software comprising program code instructions for the execution of the steps of this method when said software is executed by the control unit 3, the verification module 4 engine operation and/or the control module 5 system operating parameters 2.

Ainsi, l'invention, permet une réalisation d'un contrôle de l'état de fonctionnement du système 2, notamment du catalyseur 9, qui est efficace et robuste tout en exploitant des données très simples à obtenir et très simples à traiter.Thus, the invention allows a realization of a control of the operating state of the system 2, in particular of the catalyst 9, which is efficient and robust while exploiting data that is very simple to obtain and very simple to process.

Le procédé permet l’utilisation de sondes de températures peu précises. En effet, même s’il existe une dispersion des sondes (qui est constante ou sensiblement constante sur la gamme de mesure), le critère de diagnostic C1 et/ou C2 n’est pas affecté ou est peu affecté.The process allows the use of inaccurate temperature probes. Indeed, even if there is a dispersion of the probes (which is constant or substantially constant over the measurement range), the diagnostic criterion C1 and/or C2 is not affected or is only slightly affected.

Claims (11)

Procédé de contrôle d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective (2) des oxydes d’azote pour un moteur (6) relié à une ligne d’échappement (7), le système (2) étant pourvu d’un catalyseur (9), notamment d’un pain de réduction catalytique, le procédé comprenant:
- une étape d’acquisition de données de température des gaz d’échappement (Tam) en amont du système de réduction catalytique sélective (2) et de température des gaz d’échappement (Tav) en aval du système de réduction catalytique sélective (2), et
- une détermination d’une valeur représentative de la capacité calorifique du système de réduction catalytique sélective (2) et/ou une détection de réactions exothermique et/ou endothermique se produisant dans le système de réduction catalytique sélective (2).
Method for monitoring an operating state of a selective catalytic reduction system (2) of nitrogen oxides for an engine (6) connected to an exhaust line (7), the system (2) being provided with a catalyst (9), in particular a catalytic reduction bread, the method comprising:
- a step for acquiring exhaust gas temperature data (Tam) upstream of the selective catalytic reduction system (2) and exhaust gas temperature data (Tav) downstream of the selective catalytic reduction system (2 ), And
- a determination of a value representative of the heat capacity of the selective catalytic reduction system (2) and/or a detection of exothermic and/or endothermic reactions occurring in the selective catalytic reduction system (2).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la détermination, on calcule un premier critère C1,
notamment C1=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
pendant une première période.
Method according to Claim 1, characterized in that, in the determination, a first criterion C1 is calculated,
in particular C1=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
during a first period.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première période est initiée dès le démarrage du moteur et prend fin lorsqu’un gradient deladite température amont supérieur à un premier seuil (MAX1, MIN1) est détecté en amont du système de réduction catalytique sélective (2) et lorsqu’une première temporisation (t1) initiée au démarrage du moteur est échue.Method according to the preceding claim, characterized in that the first period is initiated as soon as the engine is started and ends when a gradient of said upstream temperature greater than a first threshold (MAX1, MIN1) is detected upstream of the selective catalytic reduction system (2) and when a first time delay (t1) initiated at engine starting has expired. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’on valide le premier critère C1 si, durant la première période, la température des gaz d’échappement (Tam) en amont du système de réduction catalytique sélective (2) a varié plus qu’un deuxième seuil (S1) en une durée inférieure à un troisième seuil (S2).Method according to Claim 2 or 3, characterized in that the first criterion C1 is validated if, during the first period, the temperature of the exhaust gases (Tam) upstream of the selective catalytic reduction system (2) has varied more than a second threshold (S1) in a duration less than a third threshold (S2). Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’on considère le système de réduction catalytique sélective (2) comme présent si la valeur du premier critère est supérieure à un quatrième seuil (C12) et/ou on considère le système de réduction catalytique sélective (2) comme absent si la valeur du premier critère est inférieure à un cinquième seuil (C11).Method according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the selective catalytic reduction system (2) is considered to be present if the value of the first criterion is greater than a fourth threshold (C12) and/or the selective catalytic reduction system (2) as absent if the value of the first criterion is less than a fifth threshold (C11). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la détection, on calcule un deuxième critère C2,
notamment C2=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
pendant une deuxième période.
Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the detection, a second criterion C2 is calculated,
in particular C2=max(Tam-Tav)-min(Tam-Tav),
for a second period.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième période est initiée dès le démarrage du moteur et prend fin lorsqu’un sixième seuil de température (T8) est atteint en aval du système de réduction catalytique sélective (2) et lorsqu’une deuxième temporisation (t2) initiée au démarrage du moteur est échue.Method according to the preceding claim, characterized in that the second period is initiated as soon as the engine is started and ends when a sixth temperature threshold (T8) is reached downstream of the selective catalytic reduction system (2) and when a second time delay (t2) initiated at motor starting has expired. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu’on valide le deuxième critère C2 si, durant la deuxième période, on vérifie que:
- la température du catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote est suffisamment faible, notamment en vérifiant qu’une durée suffisante s’est écoulée depuis le dernier fonctionnement du moteur, et
- une quantité limitée d’eau est stockée dans le système de réduction catalytique sélective (2) au moment du démarrage.
Method according to Claim 6 or 7, characterized in that the second criterion C2 is validated if, during the second period, it is verified that:
- the temperature of the catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides is sufficiently low, in particular by checking that a sufficient period of time has elapsed since the last operation of the engine, and
- a limited quantity of water is stored in the selective catalytic reduction system (2) at start-up.
Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’on considère le système de réduction catalytique sélective (2) comme fonctionnel si la valeur du deuxième critère est supérieure à un septième seuil (C22) et/ou on considère le système de réduction catalytique sélective (2) comme non fonctionnel si la valeur du deuxième critère est inférieure à un huitième seuil (C21).Method according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the selective catalytic reduction system (2) is considered to be functional if the value of the second criterion is greater than a seventh threshold (C22) and/or the selective catalytic reduction system (2) as non-functional if the value of the second criterion is lower than an eighth threshold (C21). Dispositif (1) de contrôle d’un état de fonctionnement d'un système de réduction catalytique sélective (2) des oxydes d’azote pour un moteur (6) relié à une ligne d’échappement (7), comprenant des éléments (3, 5, 8a, 8b) matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes, notamment des éléments matériels (3, 5, 8a, 8b) et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.Device (1) for monitoring an operating state of a system for the selective catalytic reduction (2) of nitrogen oxides for an engine (6) connected to an exhaust line (7), comprising elements (3 , 5, 8a, 8b) hardware and/or software implementing the method according to one of the preceding claims, in particular hardware elements (3, 5, 8a, 8b) and/or software designed to implement the method according to one of the preceding claims. Groupe moteur (150) ou véhicule automobile (200) comprenant un dispositif selon la revendication précédente.Motor unit (150) or motor vehicle (200) comprising a device according to the preceding claim.
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