WO2009047465A2 - Procede de diagnostic du volet de derivation de l'echangeur dans un systeme de recirculation des gaz d'echappement - Google Patents

Procede de diagnostic du volet de derivation de l'echangeur dans un systeme de recirculation des gaz d'echappement Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing a failure of the EGR circuit of an engine, specifically the blocking of the bypass flap of the EGR exchanger.
  • the bypass flap is a key element of the exhaust gas recirculation system (designated by the acronym EGR - Exhaust Gas Recirculation according to the English terminology).
  • the proper functioning of the shutter thus makes it possible to guarantee the depollution of the current diesel engines.
  • the blocking of the shutter in bypass mode or in cooled mode has direct consequences on the pollution emitted at the output of the engine.
  • the risk associated with blocking the flap is also not related solely to pollution. Indeed, a failure of the shutter can have consequences on the reliability of the surrounding components (degradation due to a too high temperature of the EGR valve and its support) and the integrity of the engine control strategies that use it (such as example that the cleaning of the valve and the exchanger, or the priming of the catalyst).
  • a first method uses a temperature sensor located at the inlet of the intake distributor and makes it possible to diagnose a blockage of the flap by measuring the temperature difference between the cool mode and bypass mode.
  • this method requires the actuation of the shutter to be able to perform the diagnosis.
  • it does not detect the position in which the shutter has blocked; however, the blocking in bypass or cooled mode does not have the same impact on pollution and we want to act differently in these two cases.
  • this process seems relatively imprecise because the temperature sensor located at the inlet of the inlet distributor is influenced by the fresh air admitted.
  • Another method implements a strategy based on the monitoring of the air flow before and after the activation of the bypass flap, the air intake flap and the EGR valve being fully open.
  • the advantage of this solution is that it simply uses the flowmeter located on the fresh air intake duct.
  • this strategy can generate a significant rate of false detections, due to the EGR environment (high temperature, fouling of the connectors) and the limited reactivity of the shutter control. Indeed, pressure wave phenomena delay the vacuum control of the bypass flap. In addition, it requires an intrusion into the operation of the engine, since it requires to open the air intake flap and the EGR valve.
  • An object of the invention is therefore to define a simple and reliable, non-intrusive method for detecting any failure of the bypass flap and, where appropriate, the position in which it has blocked. This method must also make it possible to diagnose a total loss of the cooling function.
  • a first object of the invention is a method for diagnosing a failure of the EGR circuit of an engine comprising an EGR exchanger, an EGR valve, a bypass duct of the EGR exchanger, and a so-called bypass damper disposed upstream of the EGR exchanger and the bypass duct of in order to regulate the proportion of the exhaust gases passing through them, the EGR circuit being able to be activated according to a so-called cooled mode, where the flap is closed, and a so-called bypass mode, where the flap is open, this method being characterized in that it comprises the following steps: estimation of the temperature of the exhaust gas at the outlet of the EGR exchanger when the EGR circuit is in bypass mode, measurement of the gas temperature of exhaust at the outlet of the EGR exchanger, calculating the difference between said estimated temperature and said measured temperature, comparing said deviation with a first or a second predetermined threshold so that:
  • Tint is the temperature of the exhaust gas at the inlet of the EGR circuit
  • Tco is the temperature of the cooling fluid of the EGR exchanger
  • Tavt is the temperature of the exhaust gas upstream of the EGR circuit
  • TeEGR is the temperature of the exhaust gas at the inlet of the EGR exchanger
  • Another object of the invention concerns a device for diagnosing a failure of the EGR circuit of an engine comprising an EGR exchanger, an EGR valve, a bypass duct of the EGR exchanger, and a so-called bypass damper disposed upstream of the EGR exchanger and bypass duct so as to regulate the proportion of the exhaust gas passing therethrough, the EGR circuit being able to be activated in a so-called cooled mode, where the shutter is closed , and a so-called bypass mode, in which the flap is open, characterized in that it comprises: means for estimating the temperature of the exhaust gases at the outlet of the EGR exchanger when the EGR circuit is in bypass mode, a means for measuring the temperature of the exhaust gas at the outlet of the EGR exchanger, a means for calculating the difference between said estimated temperature and said measured temperature, and a means for comparing said deviation with a first or a second predetermined threshold of t she says:
  • the device detects a blocking of the shutter in cooled mode
  • the device detects a blocking of the shutter in bypass mode.
  • the device according to the invention further comprises:
  • FIG. 1 is a schematic view of a motor compartment in 2 is a schematic representation of an EGR exchanger and its bypass duct
  • FIG. 3 illustrates the theoretical decomposition of the EGR circuit into a plurality of elementary exchangers.
  • FIG. 4 is a logic diagram of the diagnostic strategy
  • FIG. 5 illustrates the case of a functional bypass flap
  • FIG. 6 illustrates the case of a bypass flap blocked in cooled mode
  • FIG. the case of a bypass flap blocked in bypass mode.
  • an engine compartment comprises an internal combustion engine 10, supplied with fresh air through an intake duct 11 and releasing its exhaust gas through an exhaust duct 12.
  • this compartment motor is also provided with a turbocharger 50 comprising a compressor 51 disposed on the intake duct 11 for compressing the air coming from the duct 53.
  • cooling means 40 and a flap 30 are provided between the compressor 51 and the engine 10. The air that reaches the engine 10 is cold.
  • the turbine 52 of the turbocharger 50 is located at the end of the exhaust duct 12 and is coupled to the compressor 51. The exhaust gases are then discharged from the engine compartment via a duct 54.
  • the engine compartment further comprises an exhaust gas recirculation circuit (also called EGR circuit 20), the inlet 28 of which is connected to the exhaust duct 12 and whose outlet 29 is connected to the intake duct 11.
  • This EGR circuit 20 comprises a cooler or EGR exchanger 22, connected to the inlet 28 by an upstream duct 25 and the outlet 29 by a downstream duct 27, for cooling the exhaust gas before reinjecting it into the engine 10.
  • a bypass pipe 24 connected, in its upstream part, to a solenoid valve 23 located upstream of the EGR exchanger 22, and in its downstream part, at the outlet of the exchanger 22.
  • the solenoid valve 23 comprises a flap 23a which, depending on its position, allows a desired quantity of exhaust gas to pass through the bypass duct 24.
  • An EGR valve 21 is further provided at the outlet of the circuit 20 so as to regulate the amount of exhaust gas reinjected into the engine 10.
  • FIG. 2 represents an EGR exchanger 22 with an integrated bypass duct 24. If the flap 23a is closed, all the hot exhaust gases (solid arrow) pass into the EGR exchanger where they are cooled (hatched arrows): this is called “cooled mode”. If against the flap 23a is open, at least a portion of the exhaust gas pass into the bypass duct 24 and are not cooled: it is called “bypass mode”. It is therefore understood that the temperature TsEGR of the exhaust gas at the outlet of the exchanger 22 is higher in bypass mode (TsEGR2) than in cooled mode (TsEGRI).
  • TsEGR2 bypass mode
  • TsEGRI cooled mode
  • the diagnostic strategy is based on measuring or estimating the temperature at the outlet of the EGR exchanger 22. This temperature can be, depending on the case, measured upstream or downstream of the EGR valve 21. .
  • the strategy is based on calculating the difference between the estimated TsEGR in bypass mode (denoted TsEGR es t-byp) and the measured TsEGR (denoted TsEGRmes).
  • the Applicant has developed a model of TsEGR in bypass mode which is the subject of the patent application FR 06 10065.
  • the flow rate of the EGR gas (denoted Q EGR ) is itself estimated as corresponding to the difference between the engine flow (denoted Qmotor), the filling rate (noted ⁇ rempiissage), and the flow of fresh air (Q a ir ): z- ⁇ GR ⁇ motor VI filling / ⁇ £ a ⁇ r
  • the filling efficiency is determined by means of the temperature Tcol and the pressure Pcol in the intake manifold; these values are given by sensors located in the intake manifold.
  • the three aforementioned efficiencies correspond to the decomposition of the EGR circuit 20 into three elementary exchangers, represented in FIG. 3: the first elementary exchanger corresponds to the exhaust duct
  • the second elementary exchanger corresponds to the conduit 25 between the inlet 28 of the EGR circuit 20 (temperature Tint) and the inlet of the exchanger
  • EGR 22 (TeEGR temperature); the third elementary heat exchanger corresponds to the portion between the inlet of the EGR exchanger 22 (TeEGR temperature) and the outlet of the heat exchanger
  • Tint is the temperature of the exhaust gas at the inlet of the EGR circuit (20)
  • Tco is the temperature of the cooling fluid of the EGR exchanger (22)
  • Tavt is the temperature of the exhaust gases upstream of the circuit EGR (20)
  • TeEGR is the temperature of the exhaust gases at the inlet of the EGR exchanger (22).
  • TsEGR temperature sensors
  • TsEGR me s temperature measured by a probe located at the outlet of the EGR exchanger 22, and the estimated temperature TsEGR in bypass mode according to the formula described above, can be diagnosed continuously functionality of the flap by-pass 23a, both in bypass mode and cooled mode, and this, without driving (that is to say without intrusion into the operation of the shutter). It is considered that if the flap 23a is functional, then: if the flap is controlled in bypass mode, the difference between TsEGR es t-byp and TsEGRmes must be small; if the shutter is controlled in cooled mode, the difference between TsEGR es t-byp and TsEGRmes must be high.
  • a threshold Sbm and a threshold S cm so that: if the difference
  • the blocking causes of the flap 23a may be a mechanical seizure, the disconnection of the hose of the bypass solenoid valve 23 or a control problem.
  • the logic diagram of FIG. 4 illustrates more precisely the logical approach to diagnosis: when the vehicle is started, the device is initialized (box 101); as long as the conditions are not stabilized (box 102), the diagnosis is inactive; indeed, to increase the reliability of detection, the diagnosis is made on operating points where the speed and the torque are stable, by avoiding transient modes that generate highly dispersed estimates of TsEGR and Q EGR ; when the conditions are stabilized (box 103), the activation mode of the EGR circuit is detected: bypass mode or cooled mode (box 104); if the EGR circuit is in bypass mode:
  • the temperature TsEGR is measured and the estimated temperature TsEGR is calculated in bypass mode, then the temperature difference is calculated:
  • the temperature difference ⁇ bm is compared with the threshold Sbm determined beforehand (box 106),
  • the temperature TsEGR is measured and the estimated temperature TsEGR is calculated in bypass mode, then the temperature difference is calculated:
  • the temperature difference ⁇ cm is compared with the threshold S cm determined beforehand (box 106),
  • a degraded mode is activated, consisting in closing the EGR valve 21 in order to reduce the temperature at its terminals.
  • This strategy is implemented in the engine control unit (ECU).
  • Figure 5 illustrates the case of a functional shutter.
  • the curve C1 in the form of a slot corresponds to the state of the control of the bypass flap: the high value corresponds to the bypass mode, the low value corresponds to the cooled mode.
  • the curve C2 in the form of a slot corresponds to the diagnostic condition: the high values correspond to the diagnostic phases.
  • the EGR circuit is in bypass mode and the temperature difference ⁇ bm is lower than the detection threshold in bypass mode Sbm: the flap is therefore considered as functional.
  • the EGR circuit is in cooled mode, and the temperature difference ⁇ cm is greater than the detection threshold in cooled mode S cm : the flap is thus detected as functional.
  • Curves C1 and C2 are defined in the same way as in FIG.
  • the EGR circuit is in bypass mode.
  • the temperature difference ⁇ bm remains greater than the detection threshold in bypass mode Sbm for a duration Tbm: the flap is therefore considered as blocked in cooled mode.
  • Curves C1 and C2 are defined in the same way as in Figures 5 and 6.
  • the EGR circuit is in bypass mode. Since the temperature difference ⁇ bm is less than Sbm, the flap is considered functional.
  • the use for the diagnosis of a temperature sensor at the outlet of the EGR exchanger improves the reliability of detection of the process.
  • this temperature sensor can advantageously be used, as needed, for other diagnostic purposes.
  • the method according to the invention makes it possible to detect a total loss of the cooling function; failures leading to this loss - for example, a water leak - are however rarer.
  • the method of the invention also has the advantage of not being intrusive, that is to say that it does not require actuating the bypass flap for check its functionality.
  • the implementation of this process does not cause additional pollution.
  • this strategy makes it possible to know the position in which the bypass pane is blocked: this information is necessary for the proper operation of the degraded mode (ie only if the pane is blocked in bypass mode), which represents an additional gain in terms of depollution.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR (20) d'un moteur comprenant un échangeur EGR (22), une vanne EGR (21 ), un conduit de dérivation (24) de l'échangeur EGR, et un volet (23a) dit de by-pass, disposé en amont de l'échangeur EGR (22) et du conduit de dérivation (24) de manière à réguler la proportion des gaz d'échappement passant dans ceux-ci, le circuit EGR (20) étant apte à être activé selon un mode dit refroidi, où le volet (23a) est fermé, et un mode dit by-pass, où le volet (23a) est ouvert. Ce procédé comprend une étape d'estimation de la température des gaz d'échappement (TsEGRest_byp) à la sortie de l'échangeur EGR (22) lorsque le circuit EGR (20) est en mode by-pass.

Description

PROCEDE DE DIAGNOSTIC DU VOLET DE DERIVATION DE L'ECHANGEUR DANS UN SYSTEME DE RECIRCULATION DES GAZ
D'ECHAPPEMENT
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR d'un moteur, plus précisément le blocage du volet de dérivation de l'échangeur EGR.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Le volet de dérivation est un élément clé du système de recirculation des gaz d'échappement (désigné par l'acronyme EGR - Exhaust Gas Recirculation selon la terminologie anglo-saxonne).
Sa fonction est de diriger une quantité voulue de gaz EGR dans un circuit de dérivation (ou, selon la terminologie anglo-saxonne fréquemment utilisée, de « by-pass ») de l'échangeur EGR afin de bénéficier de gaz chauds pour l'amorçage du catalyseur.
Le bon fonctionnement du volet permet donc de garantir la dépollution des moteurs diesel actuels. Le blocage du volet en mode by-pass ou en mode refroidi a des conséquences directes sur la pollution émise en sortie du moteur.
Les seuils de dépollution étant de plus en plus sévères, il est primordial, afin de satisfaire aux prochaines normes, de diagnostiquer de telles défaillances du volet.
Le risque lié au blocage du volet n'est en outre pas lié uniquement à la pollution. En effet, une défaillance du volet peut avoir des conséquences sur la fiabilité des composants environnants (dégradation due à une température trop élevée de la vanne EGR et de son support) et l'intégrité des stratégies de contrôle moteur qui l'utilisent (telles par exemple que le décrassage de la vanne et de l'échangeur, ou encore l'amorçage du catalyseur).
Plusieurs procédés de diagnostic des défaillances ont déjà été développés, avec des performances variables.
Un premier procédé, décrit dans le document JP2006-291921 , utilise un capteur de température situé à l'entrée du répartiteur d'admission et permet de diagnostiquer un blocage du volet en mesurant l'écart de température entre le mode refroidi et le mode by-pass. Toutefois, ce procédé nécessite l'actionnement du volet pour pouvoir en effectuer le diagnostic. De plus, il ne permet pas de détecter la position dans laquelle le volet s'est bloqué ; or, le blocage en mode by-pass ou en mode refroidi n'a pas le même impact sur la pollution et l'on souhaite agir différemment selon ces deux cas. Par ailleurs, ce procédé semble relativement imprécis car le capteur de température situé à l'entrée du répartiteur d'admission subit l'influence de l'air frais admis.
Un autre procédé, décrit dans le document JP 2003-247459, met en œuvre une stratégie basée sur la surveillance du débit d'air avant et après l'activation du volet de by-pass, le volet d'admission d'air et la vanne EGR étant totalement ouverts. L'avantage de cette solution est qu'elle utilise simplement le débitmètre situé sur le conduit d'admission d'air frais. Toutefois, selon les moyens techniques employés, cette stratégie peut engendrer un taux non négligeable de fausses détections, dues à l'environnement EGR (température élevée, encrassement de la connectique) et à la réactivité limitée de la commande du volet. En effet, des phénomènes d'ondes de pression retardent la commande par dépression du volet de by-pass. En outre, elle nécessite une intrusion dans le fonctionnement du moteur, puisqu'elle impose d'ouvrir le volet d'admission d'air et la vanne EGR.
Enfin, d'autres applications utilisent un contacteur permettant de connaître la position ouverte / fermée du volet. Cependant, cette stratégie peut également générer un taux important de détections erronées, à cause de l'environnement EGR.
Un but de l'invention est donc de définir un procédé simple et fiable, non intrusif, permettant de détecter toute défaillance du volet de by-pass et, le cas échéant, la position dans laquelle celui-ci s'est bloqué. Ce procédé doit également permettre de diagnostiquer une perte totale de la fonction refroidissement.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
Un premier objet de l'invention est un procédé de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR d'un moteur comprenant un échangeur EGR, une vanne EGR, un conduit de dérivation de l'échangeur EGR, et un volet dit de by- pass, disposé en amont de l'échangeur EGR et du conduit de dérivation de manière à réguler la proportion des gaz d'échappement passant dans ceux-ci, le circuit EGR étant apte à être activé selon un mode dit refroidi, où le volet est fermé, et un mode dit by-pass, où le volet est ouvert, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : estimation de la température des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur EGR lorsque le circuit EGR est en mode by-pass, mesure de la température des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur EGR, calcul de l'écart entre ladite température estimée et ladite température mesurée, comparaison dudit écart avec un premier ou un deuxième seuil prédéterminé de telle sorte que :
• si le circuit EGR est en mode by-pass et que l'écart est supérieur au premier seuil, alors on détecte un blocage du volet en mode refroidi,
• si le circuit EGR est en mode refroidi et que l'écart est inférieur au deuxième seuil, alors on détecte un blocage du volet en mode by- pass ;
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- si le volet est bloqué en mode by-pass, on ferme la vanne EGR ;
- pour estimer la température des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur lorsque le circuit EGR est en mode by-pass, on calcule, en fonction du débit des gaz d'échappement, trois efficacités données par les formules suivantes :
/- _ N Tint - Tavt L co — L avt
/ x _ TeEGR - Tavt ε 2 \Q EGR ) ~ T ZT m~~t- T ^avt ~ / _ x TeEGR - TsEGR
TeEGR - Tco OÙ :
Tint est la température des gaz d'échappement à l'entrée du circuit EGR, Tco est la température du fluide de refroidissement de l'échangeur EGR, Tavt est la température des gaz d'échappement en amont du circuit EGR, TeEGR est la température des gaz d'échappement à l'entrée de l'échangeur EGR ;
- la température estimée des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur lorsque le circuit EGR est en mode by-pass est donnée par la formule :
TsEGRest byp = ε3 - Tco + {
Figure imgf000006_0001
\ -ε3 )- [Tavt - {\ -ε2 ) + ε2 - [ει - Tavt) + Tavt^[ .
Un autre objet de l'invention concerne un dispositif de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR d'un moteur comprenant un échangeur EGR, une vanne EGR, un conduit de dérivation de l'échangeur EGR, et un volet dit de by- pass, disposé en amont de l'échangeur EGR et du conduit de dérivation de manière à réguler la proportion des gaz d'échappement passant dans ceux-ci, le circuit EGR étant apte à être activé selon un mode dit refroidi, où le volet est fermé, et un mode dit by-pass, où le volet est ouvert, caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen d'estimation de la température des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur EGR lorsque le circuit EGR est en mode by-pass, un moyen de mesure de la température des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur EGR, un moyen de calcul de l'écart entre ladite température estimée et ladite température mesurée, et un moyen de comparaison dudit écart avec un premier ou un deuxième seuil prédéterminé de telle sorte que :
• si le circuit EGR est en mode by-pass et que l'écart est supérieur au premier seuil, alors le dispositif détecte un blocage du volet en mode refroidi,
• si le circuit EGR est en mode refroidi et que l'écart est inférieur au deuxième seuil, alors le dispositif détecte un blocage du volet en mode by-pass.
Selon une autre caractéristique, le dispositif selon l'invention comprend en outre :
- un moyen de mesure de la température du fluide de refroidissement de l'échangeur EGR, et
- un moyen de mesure de la température des gaz d'échappement en amont du circuit EGR. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée de l'invention qui va suivre, en référence aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue schématique d'un compartiment moteur dans lequel on met en œuvre le procédé conforme à l'invention, la figure 2 représente de manière schématique un échangeur EGR et son conduit de by-pass, la figure 3 illustre la décomposition théorique du circuit EGR en une pluralité d'échangeurs élémentaires, la figure 4 est un logigramme de la stratégie de diagnostic, la figure 5 illustre le cas d'un volet de by-pass fonctionnel, la figure 6 illustre le cas d'un volet de by-pass bloqué en mode refroidi, la figure 7 illustre le cas d'un volet de by-pass bloqué en mode by- pass.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1 , un compartiment moteur comprend un moteur à combustion interne 10, alimenté en air frais par un conduit d'admission 11 et dégageant ses gaz d'échappement par un conduit d'échappement 12. De manière optionnelle, ce compartiment moteur est également muni d'un turbocompresseur 50 comprenant un compresseur 51 disposé sur le conduit d'admission 11 pour comprimer l'air provenant du conduit 53. Eventuellement, des moyens de refroidissement 40 et un volet 30 sont prévus entre le compresseur 51 et le moteur 10. L'air qui parvient au moteur 10 est donc froid. La turbine 52 du turbocompresseur 50 est située à l'extrémité du conduit d'échappement 12 et est couplée au compresseur 51. Les gaz d'échappement sont ensuite évacués du compartiment moteur par un conduit 54.
Le compartiment moteur comprend en outre un circuit de recirculation des gaz d'échappement (également appelé circuit EGR 20), dont l'entrée 28 est raccordée au conduit d'échappement 12 et dont la sortie 29 est raccordée au conduit d'admission 11. Ce circuit EGR 20 comprend un refroidisseur ou échangeur EGR 22, relié à l'entrée 28 par un conduit amont 25 et à la sortie 29 par un conduit aval 27, permettant de refroidir les gaz d'échappement avant de les réinjecter dans le moteur 10.
Il est également prévu un conduit de dérivation 24 raccordé, dans sa partie amont, à une électrovanne 23 située en amont de l'échangeur EGR 22, et, dans sa partie aval, à la sortie de l'échangeur 22. L'électrovanne 23 comprend un volet 23a qui, selon sa position, laisse passer une quantité voulue de gaz d'échappement dans le conduit de dérivation 24. Ainsi, en commandant la position du volet de l'électrovanne 23, on laisse passer des quantités de gaz déterminées dans le conduit de dérivation 24 (où ils ne seront pas refroidis) et dans l'échangeur EGR 22 (où ils seront refroidis). Ceci permet d'ajuster la température des gaz en sortie de l'échangeur 22. On précise qu'il existe diverses définitions techniques de l'échangeur EGR et que le circuit de dérivation 24 peut être soit distinct de l'échangeur 22 (comme représenté sur la figure 1 ), soit intégré à celui-ci (comme on le verra à la figure 2).
Une vanne EGR 21 est en outre prévue à la sortie du circuit 20 de manière à réguler la quantité de gaz d'échappement réinjectés dans le moteur 10.
La figure 2 représente un échangeur EGR 22 avec un conduit de dérivation 24 intégré. Si le volet 23a est fermé, tous les gaz d'échappement chauds (flèche pleine) passent dans l'échangeur EGR où ils sont refroidis (flèches hachurées) : on parle alors de « mode refroidi ». Si par contre le volet 23a est ouvert, au moins une partie des gaz d'échappement passent dans le conduit de dérivation 24 et ne sont pas refroidis : on parle alors de « mode by-pass ». On comprend donc que la température TsEGR des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur 22 est plus élevée en mode by-pass (TsEGR2) qu'en mode refroidi (TsEGRI ).
Selon l'invention, la stratégie de diagnostic est basée sur la mesure ou l'estimation de la température en sortie de l'échangeur EGR 22. Cette température peut être, selon les cas, mesurée en amont ou en aval de la vanne EGR 21.
Plus précisément, la stratégie repose sur le calcul de l'écart entre la TsEGR estimée en mode by-pass (notée TsEGRest-byp) et la TsEGR mesurée (notée TsEGRmes)- A cet effet, la Demanderesse a développé un modèle de la TsEGR en mode by-pass qui fait l'objet de la demande de brevet FR 06 10065.
Trois types d'efficacités sont estimés en fonction du débit des gaz EGR.
Le débit des gaz EGR (noté QEGR) est lui-même estimé comme correspondant à la différence entre le débit moteur (noté Qmoteur), au débit de remplissage (noté ηrempiissage) près, et le débit d'air frais (Qair) : z-ΕGR ^moteur V I remplissage / ^£aιr
Le rendement de remplissage est déterminé au moyen de la température Tcol et de la pression Pcol dans le collecteur d'admission ; ces valeurs sont données par des capteurs situés dans le collecteur d'admission.
Les trois efficacités susmentionnées correspondent à la décomposition du circuit EGR 20 en trois échangeurs élémentaires, représentés à la figure 3 : le premier échangeur élémentaire correspond au conduit d'échappement
12 (température Tavt), jusqu'à l'entrée 28 du circuit EGR 20 (température
Tint) ; le deuxième échangeur élémentaire correspond au conduit 25 entre l'entrée 28 du circuit EGR 20 (température Tint) et l'entrée de l'échangeur
EGR 22 (température TeEGR) ; le troisième échangeur élémentaire correspond à la portion entre l'entrée de l'échangeur EGR 22 (température TeEGR) et la sortie de l'échangeur
EGR 22 en mode by-pass (température TsEGR).
Ce qui se traduit par les trois équations suivantes :
/ \ _ Tint- Tavt ε 1 \ij EGR ) ~ ~~Z ~Z 7
Tco - Tavt / x _ TeEGR - Tavt ε 2 \Q EGR ) ~ T ZT m~~t- T ^avt ~
/ _ x TeEGR - TsEGR TeEGR - Tco
OÙ :
Tint est la température des gaz d'échappement à l'entrée du circuit EGR (20), Tco est la température du fluide de refroidissement de l'échangeur EGR (22), Tavt est la température des gaz d'échappement en amont du circuit EGR (20), TeEGR est la température des gaz d'échappement à l'entrée de l'échangeur EGR (22). On en déduit la température TsEGR estimée en mode by-pass : TsEGRest byp = ε3 - Tco + {
Figure imgf000010_0001
\ -ε3 )- [Tavt - {\ -ε2) + ε2 - [ει -Tavt) + Tavt^[
L'estimation de la température TsEGR en mode by-pass requiert donc la présence de trois capteurs de température : Tco, Tavt, Tcol et d'un capteur de pression Pcol.
Disposant de la température TsEGRmes mesurée par une sonde située à la sortie de l'échangeur EGR 22, et de la température TsEGR estimée en mode by-pass selon la formule exposée ci-dessus, on peut diagnostiquer en continu la fonctionnalité du volet de by-pass 23a, tant en mode by-pass qu'en mode refroidi, et ce, sans le piloter (c'est-à-dire sans intrusion dans le fonctionnement du volet). On considère en effet que si le volet 23a est fonctionnel, alors : si le volet est commandé en mode by-pass, la différence entre TsEGRest-byp et TsEGRmes doit être faible ; si le volet est commandé en mode refroidi, la différence entre TsEGRest-byp et TsEGRmes doit être élevée.
On définit donc, par des études statistiques, un seuil Sbm et un seuil Scm de telle sorte que : si la différence |TsEGRest-byp - TsEGRmes| est supérieure à Sbm alors que le volet est commandé en mode by-pass, on considère que le volet est bloqué en mode refroidi ; si la différence |TsEGRest-byp - TsEGRmes| est inférieure à Scm alors que le volet est commandé en mode refroidi, on considère que le volet est bloqué en mode by-pass.
Les causes de blocage du volet 23a peuvent être un grippage mécanique, le débranchement de la durite de l'électrovanne de by-pass 23 ou encore un problème de commande.
Le logigramme de la figure 4 illustre plus précisément la démarche logique de diagnostic : au démarrage du véhicule, le dispositif s'initialise (case 101 ) ; tant que les conditions ne sont pas stabilisées (case 102), le diagnostic est inactif ; en effet, pour augmenter la fiabilité de détection, on effectue le diagnostic sur des points de fonctionnement où le régime et le couple sont stables, en s'affranchissant des modes transitoires qui génèrent des estimations de TsEGR et de QEGR très dispersées ; lorsque les conditions sont stabilisées (case 103), on détecte le mode d'activation du circuit EGR : mode by-pass ou mode refroidi (case 104) ; si le circuit EGR est en mode by-pass :
• on mesure la température TsEGR et on calcule la température TsEGR estimée en mode by-pass, puis on calcule l'écart de température :
Δbm = | TsEGRest_byp- TsEGRmes | (case 105) ;
• on compare l'écart de température Δbm avec le seuil Sbm déterminé au préalable (case 106),
• si Δbm est inférieur au seuil Sbm, le volet est considéré comme fonctionnel et le diagnostic est désactivé (case 102),
• si Δbm est inférieur au seuil Sbm, on détecte une défaillance, attribuée au blocage du volet en mode refroidi (case 107) ; si le circuit EGR est en mode refroidi :
• on mesure la température TsEGR et on calcule la température TsEGR estimée en mode by-pass, puis on calcule l'écart de température :
Δcm = | TsEGRest_byp- TsEGRmes | (case 108) ;
• on compare l'écart de température Δcm avec le seuil Scm déterminé au préalable (case 106),
• si Δcm est supérieur au seuil Scm, le volet est considéré comme fonctionnel et le diagnostic est désactivé (case 102),
• si Δcm est inférieur au seuil Scm, on détecte une défaillance, attribuée au blocage du volet en mode by-pass (case 110).
Lorsque le défaut est confirmé, une information (appelée DTC ou « Diagnostic Trouble Code » selon la terminologie anglo-saxonne) est stockée dans la mémoire constructeur ; un voyant de service (appelé OBD ou On Board Diagnostic selon la terminologie anglo-saxonne) s'allume si les émissions dépassent les seuils prévus. Enfin, si le volet est bloqué en mode by-pass (case 110), un mode dégradé est activé, consistant à fermer la vanne EGR 21 afin de diminuer la température à ses bornes.
Cette stratégie est mise en œuvre dans l'unité de contrôle moteur (ECU).
La figure 5 illustre le cas d'un volet fonctionnel.
La courbe C1 en forme de créneau correspond à l'état de la commande du volet de by-pass : la valeur haute correspond au mode by-pass, la valeur basse correspond au mode refroidi.
La courbe C2 en forme de créneau correspond à la condition de diagnostic : les valeurs hautes correspondent aux phases de diagnostic.
Sur cette figure, on constate que pendant la première phase, le circuit EGR est en mode by-pass et l'écart de température Δbm est inférieur au seuil de détection en mode by-pass Sbm : le volet est donc considéré comme fonctionnel. De même, pendant la deuxième phase de diagnostic, le circuit EGR est en mode refroidi, et l'écart de température Δcm est supérieur au seuil de détection en mode refroidi Scm : le volet est donc détecté comme fonctionnel.
En référence à la figure 6, on examine le cas d'un volet bloqué en mode refroidi.
Les courbes C1 et C2 sont définies de la même façon que dans la figure 5.
Pendant la première phase de diagnostic, le circuit EGR est en mode by- pass. Or, l'écart de température Δbm reste supérieur au seuil de détection en mode by-pass Sbm pendant une durée Tbm : le volet est donc considéré comme bloqué en mode refroidi.
En supposant que la première phase de diagnostic se soit déroulée alors que le circuit EGR était en mode refroidi (cf deuxième créneau de la courbe C2), le volet aurait été jugé comme fonctionnel (puisque Δcm est supérieur à Scm), mais il aurait été détecté comme défaillant en mode by-pass lors du cycle de diagnostic suivant.
En référence à la figure 7, on examine maintenant le cas d'un volet bloqué en mode by-pass.
Les courbes C1 et C2 sont définies de la même façon que dans les figures 5 et 6. Pendant la première phase de diagnostic, le circuit EGR est en mode by- pass. L'écart de température Δbm étant inférieur à Sbm, le volet est donc considéré comme fonctionnel.
La phase suivante de diagnostic, en mode refroidi, permet de mettre en évidence la défaillance du volet. En effet, l'écart de température Δcm reste inférieur à Sbm pendant une durée Tcm : on en déduit que le volet est bloqué en mode by-pass.
Par rapport à d'autres solutions techniques qui utilisent un débitmètre ou un contacteur, l'utilisation pour le diagnostic d'un capteur de température en sortie de l'échangeur EGR (mesure de TsEGRmes) améliore la fiabilité de détection du procédé. En outre, ce capteur de température peut avantageusement être utilisé, selon les besoins, aux fins d'autres diagnostics. Ainsi, le procédé conforme à l'invention permet de détecter une perte totale de la fonction refroidissement ; les défaillances menant à cette perte - par exemple, une fuite d'eau - étant toutefois plus rares.
Par rapport à d'autres procédés connus, le procédé de l'invention présente en outre l'avantage de ne pas être intrusif, c'est-à-dire qu'il ne nécessite pas d'actionner le volet de by-pass pour vérifier sa fonctionnalité. La mise en œuvre de ce procédé n'occasionne donc pas de pollution supplémentaire.
Enfin, la présente stratégie permet de connaître la position dans laquelle le volet de by-pass est bloqué : cette information est nécessaire à l'actionnement à bon escient du mode dégradé (i.e. uniquement si le volet est bloqué en mode by-pass), ce qui représente un gain supplémentaire en termes de dépollution.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR (20) d'un moteur comprenant un échangeur EGR (22), une vanne EGR (21 ), un conduit de dérivation (24) de l'échangeur EGR, et un volet (23a) dit de by-pass, disposé en amont de l'échangeur EGR (22) et du conduit de dérivation (24) de manière à réguler la proportion des gaz d'échappement passant dans ceux-ci, le circuit EGR (20) étant apte à être activé selon un mode dit refroidi, où le volet (23a) est fermé, et un mode dit by-pass, où le volet (23a) est ouvert, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : estimation de la température des gaz d'échappement (TsEGRest_byp) à la sortie de l'échangeur EGR (22) lorsque le circuit EGR (20) est en mode by-pass. mesure de la température des gaz d'échappement (TsEGRmes) à la sortie de l'échangeur EGR (22), calcul de l'écart entre ladite température estimée (TsEGRest_byp) et ladite température mesurée (TsEGRmes), comparaison dudit écart avec un premier (Sbm) ou un deuxième seuil (Scm) prédéterminé de telle sorte que :
• si le circuit EGR (20) est en mode by-pass et que l'écart est supérieur au premier seuil (Sbm), alors on détecte un blocage du volet (23a) en mode refroidi,
• si le circuit EGR (20) est en mode refroidi et que l'écart est inférieur au deuxième seuil (Scm), alors on détecte un blocage du volet (23a) en mode by-pass.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, si le volet (23a) est bloqué en mode by-pass, on ferme la vanne EGR (21 ).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour estimer la température (TsEGRest_byp) des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur (22) lorsque le circuit EGR (20) est en mode by-pass, on calcule, en fonction du débit des gaz d'échappement (QEGR), trois efficacités données par les formules suivantes : / \ _ rint- Tavt ε 1 \ij EGR ) ~ ~~Z ~Z 7
Tco - Tavt / x _ TeEGR - Tavt ε 2 \Q EGR ) ~ T 7^ m~i- T ^avt ' / x _ TeEGR - TsEGR ε3 VQEGR ~ TeEGR _ Tœ où :
Tint est la température des gaz d'échappement à l'entrée du circuit EGR (20), Tco est la température du fluide de refroidissement de l'échangeur EGR (22), Tavt est la température des gaz d'échappement en amont du circuit EGR (20), TeEGR est la température des gaz d'échappement à l'entrée de l'échangeur EGR (22).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température estimée (TsEGRest_byp) des gaz d'échappement à la sortie de l'échangeur (22) lorsque le circuit EGR (20) est en mode by-pass est donnée par la formule :
TsEGRest byp = ε3 - Tco + {
Figure imgf000015_0001
\ -ε3 )- [Tavt - {\ -ε2 ) + ε2 - [ει - Tavt) + Tavt^[
5. Dispositif de diagnostic d'une défaillance du circuit EGR (20) d'un moteur comprenant un échangeur EGR (22), une vanne EGR (21 ), un conduit de dérivation (24) de l'échangeur EGR, et un volet (23a) dit de by-pass, disposé en amont de l'échangeur EGR (22) et du conduit de dérivation (24) de manière à réguler la proportion des gaz d'échappement passant dans ceux-ci, le circuit EGR (20) étant apte à être activé selon un mode dit refroidi, où le volet (23a) est fermé, et un mode dit by-pass, où le volet (23a) est ouvert, caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen d'estimation de la température des gaz d'échappement
(TsEGRest_byp) à la sortie de l'échangeur EGR (22) lorsque le circuit EGR
(20) est en mode by-pass, un moyen de mesure de la température des gaz d'échappement
(TsEGRmes) à la sortie de l'échangeur EGR (22), un moyen de calcul de l'écart entre ladite température estimée
(TsEGRest_byp) et ladite température mesurée (TsEGRmes), et un moyen de comparaison dudit écart avec un premier (Sbm) ou un deuxième seuil (Scm) prédéterminé de telle sorte que : si le circuit EGR (20) est en mode by-pass et que l'écart est supérieur au premier seuil (Sbm), alors le dispositif détecte un blocage du volet (23a) en mode refroidi, si le circuit EGR (20) est en mode refroidi et que l'écart est inférieur au deuxième seuil (Scm), alors le dispositif détecte un blocage du volet (23a) en mode by-pass.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- un moyen de mesure de la température (Tco) du fluide de refroidissement de l'échangeur EGR (22), et
- un moyen de mesure de la température (Tavt) des gaz d'échappement en amont du circuit EGR (20).
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