WO2021249681A1 - Dispositif de diagnostic de filtre à particules - Google Patents

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Definitions

  • the present application relates to a diagnostic device for an internal combustion engine particulate filter, as well as a diagnostic method implemented by such a device.
  • the exhaust systems are commonly provided today with a catalyst to limit emissions, carbon monoxide CO, nitrogen oxides NOx, and unburnt hydrocarbons HC.
  • the exhaust systems also include a particulate filter to reduce emissions of fine particles.
  • Diesel particulate filters have been used for a long time. Fine particles are also produced, in smaller quantities by mass, but in greater numbers at the engine outlet, by gasoline internal combustion engines, and in particular by direct fuel injection engines, into which the fuel is introduced at high pressure. directly into the combustion chambers and atomized very finely. For these engines, increasingly stringent antipollution standards have also favored the massive deployment of particulate filters.
  • Particulate filters typically comprise a housing and a monolith inserted into the housing, the composition of which makes it possible to trap particles such as soot particles. It may happen that the particulate filter is removed after its installation to reduce vehicle maintenance costs, or that the particulate filter is broken.
  • particle filters represent an important component in limiting particle emissions, the standards in force require it to be possible to reliably detect the absence of a particle filter or its malfunction.
  • thermocouple upstream and a thermocouple downstream of the particulate filter in the exhaust circuit.
  • Document US 2005091970 also discloses a diagnostic method based on the exploitation of the differential pressure, this differential pressure being determined from a pressure measurement carried out by an upstream pressure sensor, and from a model pressure drop making it possible to deduce therefrom a pressure value downstream of the particulate filter.
  • these known methods involve having either two sensors or using a sensor with a downstream pressure estimate.
  • the use of more sensors increases the risk of sensor clogging, dispersion, aging, water infiltration, or any other phenomenon that degrades the proper functioning of the sensors.
  • it represents an additional cost in hardware increases the complexity of the system and requires more calibration effort.
  • the diagnosis made is less precise because it is based on an estimate of downstream pressure.
  • the aim of the invention is to provide a particulate filter diagnostic device which does not have the drawbacks of the prior art.
  • an aim of the invention is to make it possible to determine the removal of a particulate filter without requiring two sensors arranged respectively upstream and downstream of the particulate filter.
  • the invention provides a diagnostic device for a particulate filter of an exhaust circuit of an internal combustion engine, the exhaust circuit comprising a particulate filter and a sensor of pressure suitable for measuring an exhaust gas pressure upstream of the particulate filter, the device comprising a computer suitable for:
  • a processing comprising:
  • the computer is configured to determine the theoretical pressure time profile upstream of the particulate filter from an exhaust gas flow rate in the exhaust gas circuit.
  • the device further comprises a memory, and the computer is further configured to determine the theoretical pressure time profile upstream of the particulate filter from a polynomial function of the gas flow rate d 'exhaust in the exhaust gas circuit, said function being stored in memory.
  • the computer is configured to implement the step of calculating an integral of the difference obtained from each time profile over a predetermined period of time.
  • the computer is configured to stop the implementation of the step of calculating an integral of the difference obtained from each time profile if the absolute value obtained from the time profile of theoretical pressure upstream of the particulate filter exceeds a third predetermined threshold value.
  • the computer is configured to compare the integrals by calculating a ratio between the integral obtained from the measured pressure time profile and the integral obtained from the theoretical pressure time profile .
  • the computer can then be configured to compare the ratio with a fourth threshold value and to determine that the particulate filter is correctly installed if the ratio exceeds said fourth threshold value.
  • the fourth threshold value can be between 0.8 and 1, 1.
  • the present invention also relates to a method for diagnosing a particulate filter in an exhaust circuit of an internal combustion engine, the exhaust circuit comprising a particulate filter and a suitable pressure sensor to measure an exhaust gas pressure upstream of the particulate filter, the method being implemented by a computer and comprising the implementation of the following steps:
  • a processing comprising:
  • the subject of the invention is also a computer program product, comprising code instructions for implementing the method according to the above description, when it is executed by a computer.
  • the invention relates to an internal combustion engine exhaust circuit, comprising a catalyst; a particulate filter disposed downstream of the catalyst, a single pressure sensor disposed upstream of the particulate filter, and a device according to the above description.
  • FIG. 1 schematically represents an internal combustion engine comprising a diagnostic device.
  • FIG. 2 schematically represents an example of treatment implemented for the diagnosis of a particulate filter.
  • FIG. 3 represents a distribution of ratios calculated for according to the treatment represented in FIG. 2 for particulate filters respectively empty and absent.
  • FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine 10 and an exhaust gas circuit 20.
  • the exhaust circuit serves to evacuate and treat the exhaust gas 37 from 'a combustion chamber of the internal combustion engine. It comprises an exhaust gas catalyst 21, for example a three-way catalyst, and a particulate filter 22 disposed downstream of the exhaust gas catalyst.
  • an exhaust gas catalyst 21 for example a three-way catalyst
  • a particulate filter 22 disposed downstream of the exhaust gas catalyst.
  • upstream and downstream are considered in relation to the direction of flow of the exhaust gases, that is to say from the internal combustion engine to the catalyst and then to the particulate filter.
  • the exhaust gas circuit 20 also comprises a first exhaust gas sensor 23, disposed upstream of the catalyst 21, and a second exhaust gas sensor 24, disposed downstream of the catalyst 21.
  • the first sensor 23 and the second sensor 24 are suitable for determining the properties of the exhaust gases respectively upstream and downstream of the catalyst 21, and in particular the quantity of oxygen present in the exhaust gases.
  • the exhaust gas circuit 20 also comprises a single pressure sensor 25, arranged upstream of the particulate filter 22, and suitable for measure the pressure of the exhaust gases 2 upstream of the particulate filter.
  • Pressure measurement can be performed discretely, at predefined time intervals, or continuously, over a period of time.
  • the pressure sensor 25 is suitable for measuring a time profile of pressure upstream of the particulate filter 22 over a determined period of time. In the case where the pressure measurement is carried out discretely, the time profile corresponds to the succession of measurements carried out over the period of time.
  • an engine control unit ECU which comprises a device 30 for the diagnosis of the particulate filter, this device comprising a computer 31 and a memory 32.
  • the computer 31 is configured to put implementing the diagnostic method described below on the basis of code instructions and parameters described later, stored in the memory.
  • the vehicle comprising the engine 10 and the gas exhaust circuit 20 advantageously also includes an error display 34 connected to the engine control unit ECU, and adapted to signal a failure or absence of a particulate filter detected by the engine control unit ECU.
  • the display 34 can for example be an indicator light which lights up if no particulate filter is detected. It may also be a screen showing an error message if no particulate filter is detected.
  • the computer 31 of the ECU control unit is configured to check the presence of the particulate filter 22 by implementing the diagnostic method described below with reference to Figure 2.
  • the computer determines a temporal pressure profile 100, from the measurement of the pressure upstream of the particulate filter for a period of time, by the pressure sensor 25.
  • the measured pressure time profile 100 is then filtered 130 by a low pass filter 132.
  • the filtered time profile 130 is then filtered again by a second low pass filter 142 to obtain a second filtered time profile 140 of the pressure measured upstream of the particle filter.
  • the computer 31 calculates a difference 150 between the first time profile, filtered 130 a first time, and the second time profile 140, which has been filtered twice.
  • the block representing the subtraction operation is denoted 152 and the result of this operation the difference obtained from the measured pressure temporal profile 150.
  • the computer determines the absolute value 160 of the difference 150, the corresponding block being denoted 162 in the figure.
  • the calculator 31 then calculates the integral 170 of the absolute value 160 obtained previously, the corresponding block being denoted 172.
  • the computer 31 is configured to determine a theoretical pressure temporal profile 200 upstream of the particulate filter.
  • the theoretical pressure time profile is determined in step 50 from a volume flow rate of exhaust gas in the exhaust circuit upstream of the particulate filter.
  • This exhaust gas volume flow rate can be calculated from the exhaust gas mass flow rate at the engine outlet, the temperature and pressure of the exhaust gases upstream of the filter.
  • the mass flow rate of the exhaust gas is determined by the engine control according to the engine operating conditions.
  • the theoretical pressure temporal profile can be determined by means of a polynomial function, stored in the memory 32, of the volume flow rate of the exhaust gas, the polynomial function being able to be of the following form :
  • V is the volume flow rate of exhaust gas upstream of the particulate filter
  • P th is the theoretical pressure upstream of the particulate filter (function of time)
  • bi and b2 are two parameters also stored in memory 32, which are determined for a given engine and particulate filter configuration.
  • the computer 31 is further configured to implement, on the theoretical pressure temporal profile 200 upstream of the particulate filter, the same treatment as that described above and implemented on the pressure temporal profile 100 measured upstream of the particulate filters.
  • the computer 31 performs a first low-pass filtering 232 on the profile 200 to obtain a first filtered temporal profile of theoretical pressure 230, then it performs a second low-pass filtering 242 on this first filtered profile to obtain a second filtered profile 240 .
  • the computer 31 calculates during a step 252 (block 252) the difference between the first filtered profile 230 and the second filtered profile 240 obtained from the theoretical pressure time profile, and determines during a step 262 (block 262) the absolute value 260 of this difference. This result 260 is also noted the difference obtained from the theoretical pressure temporal profile.
  • the computer 31 then calculates during a step 272 (block 272) the integral 270 of the difference 260 obtained.
  • the computer 31 begins to calculate the integrals 170 and 270 only if the difference 260 obtained from the theoretical pressure time profile 200 is greater than a first threshold value 302, and if the first filtered profile 230 obtained from the theoretical pressure temporal profile 200 is greater than a second threshold value 304.
  • the quantities 260 and 230 compared to the threshold values are functions of time, obtained over a determined period of time, the comparison is implemented for each value taken in the period of time determined by functions 260 and 230.
  • the first 302 and second 304 threshold values may be stored in memory 32.
  • the calculation of the integrals 170 and 270 stops if the time integral of the difference 260 obtained from the theoretical pressure time profile 200 is greater than a third threshold value determined by calibration.
  • This third threshold value can also be stored in memory.
  • the calculation of the integrals 170 and 270 stops after a period of time determined by calibration, which has elapsed from the start of the integration. These two conditions on stopping the integration, not shown in FIG. 2, can be implemented simultaneously so that the integration stops at the first of these two conditions which is fulfilled.
  • the computer 31 performs a comparison 410 of these integrals to establish a diagnosis of the particle filter.
  • the comparison 410 is the calculation of a ratio 400 between the integral 170 obtained from the measured pressure time profile, and the integral 270 obtained from the theoretical pressure time profile.
  • FIG. 3 there is shown a histogram of the values of the ratios 400 with absent particulate filters "FAP ABS”, and unloaded particulate filters “FAP OK”, this histogram being the result of a Monte-Carlo simulation to study the results of the process as a function of the dispersion of the upstream pressure.
  • the study is carried out on one hundred prints with a random dispersion of between plus and minus 10hPa. on the value of the upstream pressure.
  • Discharged means that the particulate filter contains no soot or ash, that is, it is new or has just been regenerated.
  • the calculated ratios are sufficiently disjointed between the absent particulate filters and the discharged particulate filters to be able to set a threshold value making it possible to establish a diagnosis.
  • the computer 31 can compare the calculated ratio 400 with a fourth threshold value, which may be between 0.8 and 1.1, to establish the diagnosis. If the ratio is less than this fourth threshold value, the computer 31 determines that the particulate filter is absent, and if the ratio is higher, the computer 31 determines that a particulate filter is present.
  • the fourth threshold value can be stored in memory, and the set of threshold values can be determined by prior calibration.
  • the computer 31 determines the absence of the particulate filter, it can generate an alert, for example by activating an indicator light or an error message via display 34.

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Abstract

L'invention propose un dispositif de diagnostic d'un filtre à particules adapté pour : • - déterminer un profil temporel de pression mesurée (100), et un profil temporel de pression théorique (200) en amont du filtre, • - mettre en oeuvre, sur chaque profil (100, 200): • o un filtrage passe-bas (132, 232) pour obtenir un premier profil temporel filtré (130, 230), • o un deuxième filtrage passe-bas (142, 242) du premier profil temporel filtré pour obtenir un deuxième profil temporel filtré (140, 240), • o le calcul d'une différence (152, 252) entre le deuxième profil temporel filtré et le premier profil temporel filtré, • o l'obtention d'une valeur absolue (160, 260) de la différence calculée (150, 250), et • o le calcul (172, 272) d'une intégrale (170, 270) de la valeur absolue, et, à partir d'une comparaison (410) entre les deux intégrales, un diagnostic du filtre à particules.

Description

Description
Titre : Dispositif de diagnostic de filtre à particules
Domaine technique
[0001] La présente demande concerne un dispositif de diagnostic d’un filtre à particules de moteur à combustion interne, ainsi qu’un procédé de diagnostic mis en œuvre par un tel dispositif.
Technique antérieure
[0002] Les législations sont de plus en plus strictes concernant les émissions des véhicules à moteur à combustion interne, ces législations fixant des valeurs limites d’émission de plus en plus basses. Afin de répondre à ces exigences, diverses stratégies de réduction des émissions de gaz d’échappement doivent être appliquées simultanément, en utilisant différents composants.
[0003] En particulier, les circuits d’échappement sont couramment pourvus aujourd’hui d’un catalyseur permettant de limiter les émissions, de monoxyde de carbone CO, d’oxydes d’azote NOx, et d’hydrocarbures imbrulés HC. Les circuits d’échappement comprennent également un filtre à particules permettant de réduire les émissions de particules fines.
[0004] Les filtres à particules pour moteur diesel sont utilisés depuis longtemps. Des particules fines sont également produites, en moindre quantités massique, mais en nombre supérieur en sortie de moteur, par des moteurs à combustion interne à essence, et notamment par les moteurs à injection directe de carburant, dans lesquels le carburant est introduit à haute pression directement dans les chambres de combustion et atomisé très finement. Pour ces moteurs, des normes antipollution de plus en plus strictes ont également favorisé le déploiement massif de filtres à particules.
[0005] Les filtres à particules comprennent typiquement un boîtier et un monolithe inséré dans le boîtier, dont la composition permet de piéger des particules telles que des particules de suie. [0006] Il peut arriver que le filtre à particules soit enlevé après son installation pour diminuer les coûts d’entretien du véhicule, ou que le filtre à particules soit cassé. Or, comme les filtres à particules représentent un composant important dans la limitation des émissions de particules, les normes en vigueur exigent de pouvoir détecter de façon fiable l’absence de filtre à particules ou son dysfonctionnement.
[0007] Plusieurs méthodes ont été proposées pour mettre en œuvre ce type de diagnostic, certaines étant basées sur l’évaluation de l’évolution dans le temps des températures des gaz d’échappement en amont et en aval du filtre à particules, ce qui implique de positionner dans le circuit d’échappement un thermocouple en amont et un thermocouple en aval du filtre à particules.
[0008] On connaît également des méthodes, comme par exemple celle décrite dans le document FR3121356, basées sur l’exploitation d’une pression différentielle entre l’entrée et la sortie du filtre à particules, pour détecter un démontage du filtre à particules. Ce type de solution implique d’utiliser un capteur de pression de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, et un autre capteur de pression en aval du filtre à particules.
[0009] On connaît également du document US 2005091970 une méthode de diagnostic basée sur l’exploitation de la pression différentielle, cette pression différentielle étant déterminée à partir d’une mesure de pression réalisée par un capteur de pression amont, et d’un modèle de perte de charge permettant d’en déduire une valeur de pression en aval du filtre à particules.
[0010] Dans tous les cas, ces méthodes connues impliquent de disposer soit de deux capteurs soit d’utiliser un capteur avec une estimation de pression en aval. Dans le premier cas, le recours à plus de capteurs augmente le risque de colmatage des capteurs, de dispersion, de vieillissement, d’infiltration d’eau, ou tout autre phénomène qui dégrade le bon fonctionnement des capteurs. De plus, cela représente un surcoût en matériel, accroît la complexité du système et nécessite plus d’efforts de calibration. Dans le deuxième cas, le diagnostic réalisé est moins précis car il est basé sur une estimation de pression aval.
Résumé [0011] L’invention a pour but de proposer un dispositif de diagnostic de filtre à particules ne présentant pas les inconvénients de l’art antérieur.
[0012] En particulier, un but de l’invention est de permettre de déterminer le retrait d’un filtre à particules sans nécessiter deux capteurs disposés respectivement en amont et en aval du filtre à particules.
[0013] A cet égard, l’invention propose un dispositif de diagnostic d’un filtre à particules d’un circuit d’échappement d’un moteur à combustion interne, le circuit d’échappement comprenant un filtre à particules et un capteur de pression adapté pour mesurer une pression de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, le dispositif comprenant un calculateur adapté pour :
- déterminer un profil temporel de pression mesurée en amont du filtre à particules à partir du capteur de pression,
- déterminer un profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules,
- mettre en oeuvre, sur chaque profil temporel parmi le profil temporel de pression mesurée et le profil temporel de pression théorique, un traitement comprenant :
* un filtrage passe-bas du profil temporel pour obtenir un premier profil temporel filtré,
* un deuxième filtrage passe-bas du premier profil temporel filtré pour obtenir un deuxième profil temporel filtré,
* le calcul d’une différence entre le deuxième profil temporel filtré et le premier profil temporel filtré,
* l’obtention d’une valeur absolue de la différence calculée, et
* le calcul d’une intégrale de la valeur absolue, dans lequel l’étape de calcul d’intégrale est mise en oeuvre si la différence ou la valeur absolue obtenue à partir du profil temporel de pression théorique dépasse une première valeur seuil et si le premier profil temporel filtré de pression théorique dépasse une deuxième valeur seuil, et
- à partir d’une comparaison entre les deux intégrales calculées, l’établissement d’un diagnostic du filtre à particules.
[0014] Dans un mode de réalisation, le calculateur est configuré pour déterminer le profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules à partir d’un débit de gaz d’échappement dans le circuit de gaz d’échappement. [0015] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre une mémoire, et le calculateur est en outre configuré pour déterminer le profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules à partir d’une fonction polynomiale du débit de gaz d’échappement dans le circuit de gaz d’échappement, ladite fonction étant stockée dans la mémoire.
[0016] Dans un mode de réalisation, le calculateur est configuré pour mettre en oeuvre l’étape de calcul d’une intégrale de la différence obtenue à partir de chaque profil temporel sur une période de temps prédéterminée.
[0017] Dans un mode de réalisation, le calculateur est configuré pour arrêter la mise en oeuvre de l’étape de calcul d’une intégrale de la différence obtenue à partir de chaque profil temporel si la valeur absolue obtenue à partir du profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules dépasse une troisième valeur de seuil prédéterminée.
[0018] Dans un mode de réalisation, le calculateur est configuré pour comparer les intégrales par le calcul d’un ratio entre l’intégrale obtenue à partir du profil temporel de pression mesurée et l’intégrale obtenue à partir du profil temporel de pression théorique.
[0019] Le calculateur peut alors être configuré pour comparer le ratio à une quatrième valeur de seuil et pour déterminer que le filtre à particules est correctement installé si le ratio dépasse ladite quatrième valeur de seuil.
[0020] La quatrième valeur de seuil peut être comprise entre 0,8 et 1 ,1 .
[0021] La présente invention a également pour objet un procédé de diagnostic d’un filtre à particules dans un circuit d’échappement d’un moteur à combustion interne, le circuit d’échappement comprenant un filtre à particules et un capteur de pression adapté pour mesurer une pression de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, le procédé étant mis en oeuvre par un calculateur et comprenant la mise en oeuvre des étapes suivantes :
- détermination d’un profil temporel de pression mesurée en amont du filtre à particules à partir du capteur de pression,
- détermination d’un profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules, - mise en œuvre, sur chaque profil temporel parmi le profil temporel de pression mesurée et le profil temporel de pression théorique, un traitement comprenant :
* un filtrage passe-bas du profil temporel pour obtenir un premier profil temporel filtré,
* un deuxième filtrage passe-bas du premier profil temporel filtré pour obtenir un deuxième profil temporel filtré,
* le calcul d’une différence entre le deuxième profil temporel filtré et le premier profil temporel filtré,
* l’obtention d’une valeur absolue de la différence calculée, et *le calcul d’une intégrale de la valeur absolue, dans lequel l’étape de calcul d’intégrale est mise en œuvre si la différence ou la valeur absolue obtenue à partir du profil temporel de pression théorique dépasse une première valeur seuil et si le premier profil temporel filtré de pression théorique dépasse une deuxième valeur seuil, et
- à partir d’une comparaison entre les deux intégrales calculées, l’établissement d’un diagnostic du filtre à particules.
[0022] L’invention a également pour objet un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède, quand il est exécuté par un calculateur.
[0023] L’invention a enfin pour objet un circuit d’échappement de moteur à combustion interne, comprenant un catalyseur; un filtre à particules disposé en aval du catalyseur, un capteur de pression unique disposé en amont du filtre à particules, et un dispositif selon la description qui précède.
[0024] L’invention proposée va à l’encontre d’un préjugé établi selon lequel la pression des gaz d’échappement en amont du filtre à particules permet, à elle seule, de diagnostiquer ce filtre.
[0025] Elle permet ainsi d’établir un diagnostic sans recours à une pression différentielle, que celle-ci soit calculée à partir de deux mesures de pression en amont et en aval du filtre à particules, ou qu’elle soit évaluée à partir d’une mesure de pression en amont et d’une estimation de la pression en aval.
Brève description des dessins [0026] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
[0027] [Fig. 1] représente schématiquement un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de diagnostic.
Fig. 2
[0028] [Fig. 2] représente schématiquement un exemple de traitement mis en œuvre pour le diagnostic d’un filtre à particules.
Fig. 3
[0029] [Fig. 3] représente une distribution de ratios calculés pour selon le traitement représenté en figure 2 pour des filtres à particules respectivement vides et absents.
Description des modes de réalisation
[0030] Il est maintenant fait référence à la figure 1 , qui représente schématiquement un moteur à combustion interne 10 et un circuit de gaz d’échappement 20. Le circuit d’échappement sert à évacuer et traiter les gaz d’échappement 37 provenant d’une chambre de combustion du moteur à combustion interne. Il comprend un catalyseur de gaz d’échappement 21 , par exemple un catalyseur trois voies, et un filtre à particules 22 disposé en aval du catalyseur de gaz d’échappement. Dans toute la suite, les termes « amont » et « aval » sont considérés relativement à la direction de circulation des gaz d’échappement, c’est-à-dire du moteur à combustion interne vers le catalyseur puis vers le filtre à particules.
[0031] Le circuit de gaz d’échappement 20 comprend également un premier capteur 23 de gaz d’échappement, disposé en amont du catalyseur 21 , et un deuxième capteur 24 de gaz d’échappement, disposé en aval du catalyseur 21. Le premier capteur 23 et le deuxième capteur 24 sont adaptés pour déterminer les propriétés des gaz d’échappement respectivement en amont et en aval du catalyseur 21 , et notamment la quantité d’oxygène présente dans les gaz d’échappement.
[0032] Le circuit de gaz d’échappement 20 comprend également un capteur de pression unique 25, disposé en amont du filtre à particules 22, et adapté pour mesurer la pression des gaz d’échappement 2 en amont du filtre à particules. La mesure de la pression peut être réalisée de manière discrète, à des intervalles de temps prédéfinis, ou de manière continue, sur une certaine période de temps. Dans tous les cas, le capteur de pression 25 est adapté pour mesurer un profil temporel de pression en amont du filtre à particules 22 sur une période de temps déterminée. Dans le cas où la mesure de pression est réalisée de manière discrète, le profil temporel correspond à la succession de mesures réalisées sur la période de temps.
[0033] Sur la figure 1 , est également représentée une unité de commande du moteur ECU, qui comporte un dispositif 30 pour le diagnostic du filtre à particules, ce dispositif comprenant un calculateur 31 et une mémoire 32. Le calculateur 31 est configuré pour mettre en oeuvre le procédé de diagnostic décrit ci-après sur la base d’instructions de code et de paramètres décrits ultérieurement, stockés dans la mémoire. Le véhicule comprenant le moteur 10 et le circuit 20 d’échappement des gaz comporte avantageusement aussi un afficheur 34 d’erreur connecté à l’unité de commande du moteur ECU, et adapté pour signaler une défaillance ou une absence de filtre à particules détectées par l’unité de commande du moteur ECU. L’afficheur 34 peut par exemple être un voyant lumineux qui s’allume si aucun filtre à particules n’est détecté. Il peut également s’agir d’un écran affichant un message d’erreur si aucun filtre à particules n’est détecté.
[0034] Le calculateur 31 de l’unité de commande ECU est configuré pour vérifier la présence du filtre à particules 22 par la mise en œuvre du procédé de diagnostic décrit ci-après en référence à la figure 2.
[0035] Le calculateur détermine un profil temporel de pression 100, à partir de la mesure de la pression en amont du filtre à particules pendant une période de temps, par le capteur de pression 25.
[0036] Le profil temporel de pression mesurée 100 est ensuite filtré 130 par un filtre passe-bas 132. Le profil temporel filtré 130 est ensuite à nouveau filtré par un deuxième filtre passe-bas 142 pour obtenir un deuxième profil temporel filtré 140 de la pression mesurée en amont du filtre à particules. Ensuite, le calculateur 31 calcule une différence 150 entre le premier profil temporel, filtré 130 une première fois, et le deuxième profil temporel 140, qui a été filtré deux fois. Le bloc représentant l’opération de soustraction est noté 152 et on appelle le résultat de cette opération la différence obtenue à partir du profil temporel de pression mesurée 150.
[0037] Le calculateur détermine ensuite la valeur absolue 160 de la différence 150, le bloc correspondant étant noté 162 sur la figure. Le calculateur 31 calcule ensuite l’intégrale 170 de la valeur absolue 160 obtenue précédemment, le bloc correspondant étant noté 172.
[0038] Par ailleurs, le calculateur 31 est configuré pour déterminer un profil temporel de pression théorique 200 en amont du filtre à particules. Le profil temporel de pression théorique est déterminé lors d’une étape 50 à partir d’un débit volumique de gaz d’échappement dans le circuit d’échappement en amont du filtre à particules. Ce débit volumique de gaz d’échappement peut être calculé à partir du débit massique de gaz d’échappement en sortie du moteur, de la température et de la pression des gaz d’échappement en amont du filtre. Le débit massique de gaz d’échappement est quant à lui déterminé par le contrôle moteur en fonction des conditions de fonctionnement du moteur.
[0039] Dans un mode de réalisation, le profil temporel de pression théorique peut être déterminé au moyen d’une fonction polynomiale, stockée dans la mémoire 32, du débit volumique de gaz d’échappement, la fonction polynomiale pouvant être de la forme suivante :
Rίh = bin + b2n2
Où V est le débit volumique de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, Pth est la pression théorique en amont du filtre à particules (fonction du temps), et bi et b2 sont deux paramètres également stockés en mémoire 32, qui sont déterminés pour une configuration de moteur et de filtre à particules donnée.
[0040] Le calculateur 31 est en outre configuré pour mettre en œuvre, sur le profil 200 temporel de pression théorique en amont du filtre à particules, le même traitement que celui décrit ci-dessus et mis en œuvre sur le profil temporel 100 de pression mesurée en amont du filtres à particules. Ainsi le calculateur 31 effectue un premier filtrage passe-bas 232 sur le profil 200 pour obtenir un premier profil temporel filtré de pression théorique 230, puis il effectue un deuxième filtrage passe- bas 242 sur ce premier profil filtré pour obtenir un deuxième profil filtré 240. [0041] Le calculateur 31 calcule ensuite lors d’une étape 252 (bloc 252) la différence entre le premier profil filtré 230 et le deuxième profil filtré 240 obtenus à partir du profil temporel de pression théorique, et détermine lors d’une étape 262 (bloc 262) la valeur absolue 260 de cette différence. On note également ce résultat 260 la différence obtenue à partir du profil temporel de pression théorique.
[0042] Le calculateur 31 calcule ensuite lors d’une étape 272 (bloc 272) l’intégrale 270 de la différence 260 obtenue.
[0043] Dans un mode de réalisation, le calculateur 31 ne commence à calculer les intégrales 170 et 270 que si la différence 260 obtenue à partir du profil temporel de pression théorique 200 est supérieur à une première valeur de seuil 302, et si le premier profil filtré 230 obtenu à partir du profil temporel de pression théorique 200 est supérieur à une deuxième valeur de seuil 304. Comme les grandeurs 260 et 230 comparées aux valeurs de seuil sont des fonctions du temps, obtenues sur une période de temps déterminée, la comparaison est mise en œuvre pour chaque valeur prise dans la période de temps déterminée par les fonctions 260 et 230. Les première 302 et deuxième 304 valeurs de seuil peuvent être stockées dans la mémoire 32.
[0044] Cette condition supplémentaire établie par une calibration préalable permet de garantir que le débit volumique et la pression se trouvent dans une zone de valeurs suffisamment élevée pour permettre que le diagnostic du filtre à particules puisse avoir lieu de façon suffisamment robuste.
[0045] Dans un mode de réalisation, le calcul des intégrales 170 et 270 s’arrête si l’intégrale temporelle de la différence 260 obtenue à partir du profil temporel de pression théorique 200 est supérieure à une troisième valeur de seuil déterminée par calibration. Cette troisième valeur de seuil peut aussi être stockée dans la mémoire.
[0046] En variante, le calcul des intégrales 170 et 270 s’arrête après une période de temps déterminée par calibration, écoulée à partir du début de l’intégration. Ces deux conditions sur l’arrêt de l’intégration, non représentées sur la figure 2, peuvent être mises en œuvre simultanément de sorte que l’intégration s’arrête à la première de ces deux conditions qui est remplie. [0047] Une fois les deux intégrales 170 et 270 calculées respectivement à partir du profil temporel de pression mesurée et du profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules, le calculateur 31 réalise une comparaison 410 de ces intégrales pour établir un diagnostic du filtre à particules. Dans un mode de réalisation, la comparaison 410 est le calcul d’un rapport 400 entre l’intégrale 170 obtenue à partir du profil temporel de pression mesurée, et l’intégrale 270 obtenue à partir du profil temporel de pression théorique.
[0048] En référence à la figure 3, on a représenté un histogramme des valeurs des rapports 400 avec des filtres à particules absents « FAP ABS », et des filtres à particules déchargés « FAP OK », cet histogramme étant le résultat d’une simulation de Monte-Carlo pour étudier les résultats du procédé en fonction de la dispersion de la pression amont. L’étude est menée pour cent tirages avec une dispersion aléatoire comprise entre plus et moins 10hPa. sur la valeur de la pression amont. Déchargé signifie que le filtre à particules ne contient ni suie ni cendre, c’est- à-dire qu’il est neuf ou vient d’être régénéré. On constate sur la figure 3 que les rapports calculés sont suffisamment disjoints entre les filtres à particules absents et les filtres à particules déchargés pour pouvoir fixer une valeur de seuil permettant d’établir un diagnostic. Par exemple, le calculateur 31 peut comparer le rapport 400 calculé à une quatrième valeur de seuil, pouvant être comprise entre 0,8 et 1 , 1 , pour établir le diagnostic. Si le rapport est inférieur à cette quatrième valeur de seuil, le calculateur 31 détermine que le filtre à particules est absent, et si le rapport est supérieur, le calculateur 31 détermine qu’un filtre à particules est présent. La quatrième valeur de seuil peut être stockée dans la mémoire, et l’ensemble des valeurs de seuils peuvent être déterminées par un calibrage préalable.
[0049] Si le calculateur 31 détermine l’absence du filtre à particules, il peut générer une alerte, par exemple en activant un voyant lumineux ou un message d’erreur via l’afficheur 34.
[0050] On constate donc qu’en débit des préjugés établis dans le domaine, il n’est pas nécessaire d’accéder à une valeur de pression en aval du filtre à particules pour pouvoir effectuer un diagnostic de présence ou d’absence du filtre, puisque le traitement présenté sur la seule pression amont permet de discriminer les cas d’un filtre à particules présent ou absent avec suffisamment de robustesse.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif (30) de diagnostic d’un filtre à particules d’un circuit d’échappement (20) d’un moteur à combustion interne (10), le circuit d’échappement comprenant un filtre à particules (22) et un capteur de pression (25) adapté pour mesurer une pression de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, le dispositif comprenant un calculateur (31) adapté pour : déterminer un profil temporel de pression mesurée (100) en amont du filtre à particules à partir du capteur de pression (25), déterminer un profil temporel de pression théorique (200) en amont du filtre à particules, mettre en oeuvre, sur chaque profil temporel (100, 200) parmi le profil temporel de pression mesurée et le profil temporel de pression théorique, un traitement comprenant : o un filtrage passe-bas (132, 232) du profil temporel pour obtenir un premier profil temporel filtré (130, 230), o un deuxième filtrage passe-bas (142, 242) du premier profil temporel filtré pour obtenir un deuxième profil temporel filtré (140, 240), o le calcul d’une différence (152, 252) entre le deuxième profil temporel filtré et le premier profil temporel filtré, o l’obtention d’une valeur absolue (160, 260) de la différence calculée (150, 250), et o le calcul (172, 272) d’une intégrale (170, 270) de la valeur absolue, dans lequel l’étape de calcul d’intégrale est mise en oeuvre si la différence (250) ou la valeur absolue (260) obtenue à partir du profil temporel de pression théorique dépasse une première valeur seuil (302) et si le premier profil temporel filtré (230) de pression théorique dépasse une deuxième valeur seuil (304), et à partir d’une comparaison (410) entre les deux intégrales calculées, l’établissement d’un diagnostic du filtre à particules.
[Revendication 2] Dispositif (30) selon la revendication 1 , dans lequel le calculateur (31 ) est configuré pour déterminer le profil temporel (200) de pression théorique en amont du filtre à particules à partir d’un débit de gaz d’échappement dans le circuit de gaz d’échappement.
[Revendication 3] Dispositif (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une mémoire (32), le calculateur étant en outre configuré pour déterminer le profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules à partir d’une fonction polynomiale du débit de gaz d’échappement dans le circuit de gaz d’échappement, ladite fonction étant stockée dans la mémoire (32).
[Revendication 4] Dispositif (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur (31 ) est configuré pour mettre en oeuvre l’étape de calcul d’une intégrale (170, 270) de la différence (160, 260) obtenue à partir de chaque profil temporel sur une période de temps prédéterminée.
[Revendication 5] Dispositif (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur (31 ) est configuré pour arrêter la mise en oeuvre de l’étape de calcul d’une intégrale (170, 270) de la différence obtenue à partir de chaque profil temporel si la valeur absolue obtenue à partir du profil temporel de pression théorique en amont du filtre à particules dépasse une troisième valeur de seuil prédéterminée.
[Revendication 6] Dispositif (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur (31 ) est configuré pour comparer les intégrales (410) par le calcul d’un ratio (400) entre l’intégrale (170) obtenue à partir du profil temporel de pression mesurée et l’intégrale (270) obtenue à partir du profil temporel de pression théorique.
[Revendication 7] Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le calculateur (31 ) est configuré pour comparer le ratio (400) à une quatrième valeur de seuil et pour déterminer que le filtre à particules est correctement installé si le ratio dépasse ladite quatrième valeur de seuil.
[Revendication 8] Dispositif (30) selon la revendication précédente, dans lequel la quatrième valeur de seuil est comprise entre 0,8 et 1 , 1 .
[Revendication 9] Procédé de diagnostic d’un filtre à particules dans un circuit d’échappement (20) d’un moteur à combustion interne (10), le circuit d’échappement comprenant un filtre à particules (22) et un capteur de pression (25) adapté pour mesurer une pression de gaz d’échappement en amont du filtre à particules, le procédé étant mis en œuvre par un calculateur (31 ) et comprenant la mise en œuvre des étapes suivantes :
- détermination d’un profil temporel de pression mesurée (100) en amont du filtre à particules à partir du capteur de pression (25),
- détermination d’un profil temporel de pression théorique (200) en amont du filtre à particules,
- mise en œuvre, sur chaque profil temporel parmi le profil temporel de pression mesurée et le profil temporel de pression théorique, un traitement comprenant : o un filtrage passe-bas (132, 232) du profil temporel pour obtenir un premier profil temporel filtré (130, 230), o un deuxième filtrage passe-bas (142, 242) du premier profil temporel filtré pour obtenir un deuxième profil temporel filtré (140, 240), o le calcul (152, 252) d’une différence (150, 250) entre le deuxième profil temporel filtré et le premier profil temporel filtré, o l’obtention (162, 262) d’une valeur absolue (160, 260) de la différence calculée, et o le calcul (172, 272) d’une intégrale (170, 270) de la valeur absolue, dans lequel l’étape de calcul d’intégrale est mise en œuvre si la différence (250) ou la valeur absolue (260) obtenue à partir du profil temporel de pression théorique (200) dépasse une première valeur seuil (302) et si le premier profil temporel filtré (230) de pression théorique dépasse une deuxième valeur seuil (304), et
- à partir d’une comparaison (410) entre les deux intégrales calculées, l’établissement d’un diagnostic du filtre à particules.
[Revendication 10] Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 9, quand il est exécuté par un calculateur (31 ).
[Revendication 11] Circuit d’échappement (20) de moteur à combustion interne à, comprenant un catalyseur (21) ; un filtre à particules (22) disposé en aval du catalyseur, un capteur de pression (25) unique disposé en amont du filtre à particules (22), et un dispositif (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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