FR3048721A1

FR3048721A1 - Methodes et systemes pour diagnostiquer un catalyseur d’oxydation diesel

Info

Publication number: FR3048721A1
Application number: FR1651955A
Authority: FR
Inventors: Vincent Chassefeyre
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2036-03-09
Also published as: FR3048721B1

Abstract

Procédé pour le diagnostic d'un catalyseur d'oxydation DOC (21) comprenant : - mesure du taux de dioxygène dans les gaz d'échappement, à la sortie du catalyseur d'oxydation (21); - mesure, au moyen d'une sonde (24) NOx, du taux des oxydes d'azote NOx dans les gaz d'échappement à la sortie du catalyseur d'oxydation (21), la sensibilité de la sonde (24) pour le monoxyde d'azote étant différente de la sensibilité de la sonde (24) pour le dioxyde d'azote, récupération du taux des oxydes d'azote et du taux de dioxygène dans les gaz d'échappement à l'entrée du catalyseur d'oxydation (21); - comparaison du taux de dioxygène et des dioxydes d'azote à la sortie du catalyseur d'oxydation (21) au taux de dioxygène et des dioxydes d'azote à l'entrée du catalyseur d'oxydation (21); - détermination d'une défaillance du catalyseur d'oxydation (21), en fonction de ces comparaisons.

Description

METHODES ET SYSTEMES POUR DIAGNOSTIQUER UN CATALYSEUR D’OXYDATION

[0001] La présente invention a trait aux méthodes et systèmes pour diagnostiquer le fonctionnement des dispositifs de dépollution des gaz d’échappement émis par un moteur à combustion interne, en particulier d’un catalyseur d’oxydation diesel.

[0002] L’invention a trait, également, à une ligne d’échappement de gaz pourvue de tels systèmes et à un véhicule équipé d’une telle ligne.

[0003] Les gaz d'échappement des moteurs diesel contiennent des éléments polluants, dont il est préférable de limiter les rejets dans l'atmosphère.

[0004] Ces éléments polluants émanent de la combustion du carburant diesel par l’air, et comprennent généralement (les valeurs numériques étant données à titre illustratif) : - entre 300 et 1200 ppm de monoxyde de carbone (CO); - entre 20 et 300 ppm de carburant imbrûlé (HC); - des particules de suie; - entre 350 et 1000 ppm de monoxyde d’azote (NO) et de dioxyde d’azote (NO2); - des oxydes de soufre (SO2).

[0005] Les oxydes d’azote sont à plus de 90% sous forme de monoxyde NO, à quelques pourcents sous forme de dioxyde NO2, et de manière marginale sous forme de protoxyde N2O, les espèces NO et NO2 étant couramment désignées sous l’acronyme ΝΟχ.

[0006] Ces éléments chimiques, notamment les oxydes d’azote, peuvent être néfastes pour l'environnement et pour la santé, et doivent être traités avant rejet dans l’atmosphère.

[0007] Pour cela, divers dispositifs de dépollution sont implantés sur la ligne d'échappement, afin de traiter les gaz d'échappement et ainsi réduire les émissions polluantes des véhicules utilisant, en totalité ou en partie, le gasoil comme carburant.

[0008] Ces dispositifs de dépollution, disposés le long de la ligne d’échappement, comprennent typiquement: - un catalyseur d’oxydation, dénommé Catox ou DOC (acronyme anglais de « Diesel Oxydation Catalyst »), configuré pour oxyder certains constituants des gaz d’échappement ; - un dispositif de réduction catalytique sélective SCR (acronyme anglais de « Sélective Catalytic Réduction ») configuré pour réduire la quantité des oxydes d’azote ΝΟχ ; et éventuellement - un filtre à particules.

[0009] Diverses réactions chimiques interviennent dans le catalyseur d’oxydation DOC, les trois réactions principales étant la transformation de l’oxyde d’azote (NO) en dioxyde d’azote (NO2), du monoxyde de carbone (CO) en dioxyde de carbone (CO2), et des hydrocarbures (HC) en dioxyde de carbone (CO2) et en eau, selon les réactions d’oxydation suivantes: 2NO + 02^ 2NO2 2CO + 02^ 2CO2 4HxCy + (4x+y)02 4xC02 + 2yH20 [0010] Ces réactions d’oxydation sont catalysées, typiquement par des catalyseurs comprenant un métal ou des métaux choisis dans le groupe comprenant le platine, le palladium, le ruthénium, le rhodium, l’osmium, et l’iridium, et plus particulièrement le platine et le palladium. L’efficacité d’un catalyseur d’oxydation dépend de nombreux paramètres, notamment le débit et la température des gaz d’échappement.

[0011] Le DOC permet, en plus du traitement d’oxydation des gaz d’échappement, un réchauffage du filtre à particules, facilitant sa régénération thermique, l’oxydation du monoxyde de carbone et des hydrocarbures dans le DOC générant un fort exotherme.

[0012] Le catalyseur d’oxydation DOC ne contribue pas à la diminution globale de l’émission des ΝΟχ et est conventionnellement placé en amont d’un dispositif de réduction catalytique sélective SCR, le SCR étant associé à une injection d’urée ou de NH3.

[0013] En plus de son vieillissement prévu, le catalyseur d’oxydation peut voir son efficacité baisser, par suite d’une désactivation thermique, chimique et/ou mécanique, par exemple lorsque le DOC est porté à une température excessive, ou par suite d’une contamination (notamment par des composés de soufre, phosphore, zinc, magnésium), ou par suite d’un choc mécanique.

[0014] Pour s’assurer de l’efficacité dans le temps d’un catalyseur d’oxydation présent dans une ligne d’échappement, différents procédés de diagnostic de défaillance ont été proposés : utilisation de sonde de température pour déterminer un exotherme du DOC, utilisation de capteur du taux en O2 pour déterminer la modification de la consommation en O2 du DOC, mesure du taux de ΝΟχ à la sortie du DOC et éventuellement en amont du DOC. On peut se référer au document WO 2012/117183, qui décrit un procédé de diagnostic d’un catalyseur d’oxydation dans une ligne d’échappement de gaz issus d’un moteur à combustion interne, notamment moteur diesel, la ligne comprenant un organe de réduction catalytique sélective SCR, en aval du catalyseur d’oxydation DOC, selon le sens d’échappement des gaz, le procédé comprenant la mesure du taux d’oxydes d’azote ΝΟχ en aval du SCR, selon le sens d’échappement des gaz, et la détermination d’une défaillance du DOC, en fonction du taux d’oxydes d’azote ΝΟχ mesuré. Dans une réalisation particulière, ce procédé de l’art antérieur comprend une mesure de la consommation en dioxygène par le DOC et la détermination d’une défaillance du DOC, lorsque la consommation en dioxygène mesurée passe sous une valeur seuil prédéterminée, une sonde O2 pouvant être placée en amont du DOC ou un capteur de ΝΟχ permettant de connaître la concentration en O2, notamment si l’on se place sur un point de fonctionnement connu.

[0015] L’emploi, dans une ligne d’échappement, de capteurs de gaz pour le diagnostic du fonctionnement d’un catalyseur d’oxydation DOC pose de nombreux problèmes. Ces capteurs de gaz doivent être à la fois sensibles, stables, sélectifs, et robustes. Ces capteurs de gaz doivent, en outre, être de faible encombrement. Le temps de réponse de ces capteurs de gaz doit être faible, de même que leur temps de récupération, temps requis pour que le capteur de gaz retrouve une valeur de base, après évacuation du gaz cible.

[0016] Les capteurs les plus largement utilisés dans les lignes d’échappement sont de type à électrolyte solide, potentiométriques ou ampérométriques, et ne répondent qu’imparfaitement à l’ensemble des qualités recherchées. Les procédés de diagnostic connus pour les catalyseurs d’oxydation proposent l’utilisation de capteurs de gaz spécifiques, ce qui entraîne l’obtention de lignes d’échappement complexes et coûteuses.

[0017] Un objectif est de proposer une méthode et un système de diagnostic embarqué du catalyseur d’oxydation DOC pour la dépollution des gaz d’échappement d’un véhicule à moteur diesel.

[0018] Un autre objectif est de vérifier la présence d’un catalyseur d’oxydation DOC, dans une ligne d’échappement.

[0019] Un autre objectif est d’identifier les principales réactions d’oxydation non mises en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC, de sorte à permettre son diagnostic.

[0020] Un autre objectif est d’évaluer le rendement des principales réactions d’oxydation mises en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC, de sorte à permettre son diagnostic.

[0021] Un autre objectif est d’identifier ainsi que d’évaluer le rendement des principales réactions d’oxydation mises en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC, pour réguler le fonctionnement des dispositifs de dépollution disposés en aval, dans le sens d’écoulement des gaz, dans la ligne d’échappement.

[0022] Un autre objectif est de proposer un système et une méthode facilitant l’entretien du catalyseur d’oxydation DOC.

[0023] Un autre objectif est de proposer une ligne d’échappement comprenant un tel système et un véhicule automobile comprenant une ligne d'échappement répondant aux objectifs précédents.

[0024] A ces fins, il est proposé, selon un premier aspect, un procédé pour le diagnostic d’un catalyseur d’oxydation, disposé dans une ligne d’échappement de gaz issus d’un moteur à combustion interne, ce procédé comprenant : - une mesure du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement, à la sortie du catalyseur d’oxydation; - une mesure, au moyen d’une sonde ΝΟχ, du taux des oxydes d’azote NOx dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation, la sensibilité de la sonde ΝΟχ pour le monoxyde d’azote étant différente de la sensibilité de la sonde ΝΟχ pour le dioxyde d’azote, ce procédé comprenant - une étape de récupération du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - une comparaison du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - une comparaison du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; la détermination d’une défaillance du catalyseur d’oxydation, en fonction de ces deux comparaisons.

[0025] Selon diverses réalisations, le procédé présente les caractéristiques suivantes, le cas échéant combinées: le procédé comprend une étape de comparaison, à un seuil prédéfini, de la différence entre le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - le procédé comprend une étape de comparaison, à un seuil prédéfini, de la différence entre le taux du dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation, au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - le procédé comprend, en outre, O une étape d’estimation, au moyen d’un modèle théorique prédéfini, du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; ou O une étape d’obtention, depuis une cartographie préétablie, du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation.

[0026] Il est proposé, selon un deuxième aspect, un système pour le diagnostic d’un catalyseur d’oxydation disposé dans une ligne d’échappement de gaz issus d’un moteur à combustion interne, ce système comprenant : - une sonde ΝΟχ configurée pour mesurer le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation, - un capteur configuré pour mesurer le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation; la sensibilité de cette sonde ΝΟχ pour le monoxyde d’azote étant différente de la sensibilité de cette sonde (ΝΟχ) pour le dioxyde d’azote, le système comprenant un calculateur configuré pour : - récupérer un taux des oxydes d’azote ΝΟχ et un taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation; - effectuer une comparaison du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation, au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - effectuer une comparaison du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation, au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation; identifier une défaillance du catalyseur d’oxydation, en fonction de ces deux comparaisons.

[0027] Ce système présente, selon diverses réalisations, les caractéristiques suivantes, le cas échéant combinées: le calculateur est en outre configuré pour O comparer, à un seuil prédéfini, la différence entre le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation et le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation; O comparer, à un seuil prédéfini, la différence entre le taux du dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation et le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation ; - le système comprend, en outre, un modèle théorique prédéfini ou une cartographie préétablie du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement, à l’entrée du catalyseur d’oxydation; - le capteur configuré pour mesurer le taux de dioxygène est la sonde ΝΟχ.

[0028] L’invention se rapporte, selon un troisième aspect, à une ligne d’échappement comprenant un système tel que présenté ci-dessus.

[0029] Dans une mise en oeuvre, la ligne d’échappement comprend un organe de réduction catalytique sélective, en aval du catalyseur d’oxydation, selon le sens d’échappement des gaz.

[0030] L’invention se rapporte, selon un quatrième aspect, à un véhicule automobile comprenant un système ou une ligne d’échappement tels que présentés ci-dessus.

[0031] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule automobile comprenant une ligne d'échappement; - la figure 2 illustre schématiquement une ligne d’échappement comprenant, selon divers modes de réalisation, un catalyseur d’oxydation DOC et un capteur pour mesurer le taux de constituants des gaz d’échappement, ce capteur étant connecté à un calculateur.

[0032] Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile comprenant une ligne 2 d'échappement. Par ligne 2 d'échappement, on entend une tubulure placée en sortie d'un moteur 3 à combustion interne du véhicule 1, qui permet d'évacuer les gaz d'échappement issus de la combustion interne du moteur 3.

[0033] La ligne 2 d’échappement débute à la sortie des chambres de combustion du moteur 3 par un collecteur 4 d’échappement. Ce collecteur 4 d’échappement permet de collecter les gaz d’échappement éjectés des chambres de combustion du moteur 3, pour les réunir dans un conduit 5 débouchant dans l’atmosphère.

[0034] Le long de la ligne 2 d'échappement, les gaz subissent plusieurs traitements de dépollution, afin qu’en soient au moins partiellement extraits certains éléments nocifs.

[0035] Pour cela, la ligne 2 d’échappement comprend, en se référant à la figure 2, un catalyseur d’oxydation DOC 21 et un dispositif 22 de réduction catalytique SCR. Sur leur parcours (représenté par la flèche 23 sur la figure 2), les gaz d’échappement rencontrent, dans l’ordre, d’abord le catalyseur d’oxydation DOC 21, ensuite le dispositif 22 de réduction catalytique SCR. Les gaz d'échappement évacués du moteur 3 sont donc traités en premier par le catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0036] Le catalyseur d’oxydation DOC 21 a pour fonction d’oxyder les gaz d’échappement en sortie des chambres de combustion, de sorte à transformer principalement, par oxydation, l’oxyde d’azote NO, le monoxyde de carbone CO et les hydrocarbures HC, respectivement en dioxyde d’azote NO2, en dioxyde de carbone CO2 et en eau H2O conformément aux réactions d’oxydation R1-R3 suivantes: 2NO + 02^ 2NO2 (RI) 2CO + 02^ 2CO2 (R2) 4HxCy-I- (4x-i-y)02 ^ 4xC02 + 2yH20 (R3) [0037] La ligne 2 d’échappement comprend, en outre, une sonde 24 ΝΟχ, montée à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0038] Cette sonde 24 ΝΟχ est disposée en amont du dispositif 22 de réduction catalytique SCR, et en aval du catalyseur d’oxydation DOC 21, selon le sens 23 d’écoulement des gaz dans la ligne 2 d’échappement des gaz (donc, entre le catalyseur d’oxydation DOC 21 et le dispositif 22 de réduction catalytique SCR).

[0039] Les termes « aval » et « amont >> sont définis, ici, par rapport au sens 23 d’écoulement des gaz d’échappement dans le conduit 5.

[0040] Avantageusement, la sonde 24 ΝΟχ permet de mesurer le taux de dioxygène et le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement, à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0041] Avantageusement, la mesure du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement par la sonde 24 ΝΟχ permet de s’affranchir d’un capteur dédié, notamment une sonde lambda, pour mesurer la teneur en dioxygène des gaz d’échappement traités par le catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0042] Selon diverses mises en œuvre, d’autres organes de traitement des gaz d'échappement, tel qu’un filtre à particules FAP, et/ou d’autres capteurs/sondes peuvent être ajoutés dans la ligne 2 d’échappement. Un filtre à particules FAP est ainsi avantageusement placé en aval du SCR. La ligne 2 d’échappement peut comprendre, en outre, un injecteur (en amont du dispositif 22 de réduction catalytique SCR) permettant l’injection d’une solution d’urée ou d’ammoniac dans la ligne 2 d’échappement.

[0043] La sonde 24 ΝΟχ détecte et mesure le taux de dioxygène O2, et des oxydes d’azote ΝΟχ (NO et NO2) dans les gaz d'échappement, en sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, et fournit ces mesures à un calculateur 25, auquel elle est connectée.

[0044] Le calculateur 25 récupère, par ailleurs, une estimation du taux de dioxygène O2, et du taux des oxydes d’azote ΝΟχ à la sortie du moteur 3 à combustion interne, et donc à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0045] Une estimation du taux de dioxygène O2, et des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement, à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21 est obtenue, dans un mode de réalisation, au moyen d’un modèle théorique prédéfini, enregistré dans un module embarqué dans le véhicule 1 automobile, qui peut communiquer avec le calculateur 25 ou être directement embarqué dans ce dernier. Ce modèle théorique donne une estimation du taux de dioxygène O2 et du taux des dioxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz produits par la combustion, à chaque point de fonctionnement du moteur 3 à combustion interne.

[0046] Dans un mode de réalisation, le taux de dioxygène O2 et le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans le gaz d’échappement, à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21, sont obtenus depuis une cartographie préétablie (c.à.d. une table de mesures), enregistrée dans un module embarqué dans le véhicule 1 automobile, qui peut communiquer avec le calculateur 25, ou être directement embarquée dans ce dernier.

[0047] Dans un mode de réalisation, au lieu (ou en plus) d’une utilisation d’une cartographie ou d’un modèle théorique, le taux de dioxygène O2 et des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement, à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21, sont mesurés par une sonde ΝΟχ disposée dans la ligne d’échappement, en amont du catalyseur d’oxydation DOC 21. Ce capteur des oxydes d’azote ΝΟχ mesure le taux de ΝΟχ et le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement, en amont du catalyseur d’oxydation DOC 21, et les communique au calculateur 25.

[0048] Dans un mode de réalisation, la teneur en dioxygène O2 des gaz d’échappement, que ce soit à l’entrée du le catalyseur d’oxydation DOC 21 ou à sa sortie, est mesurée par une sonde à dioxygène, dite sonde lambda. Dans certaines mises en oeuvre, la sonde lambda est de type potentiométrique, et présente une réponse logarithmique, en fonction de la pression partielle d’oxygène. Avantageusement, cette sonde lambda est de type ampérométrique, présentant une réponse linéaire en fonction de la pression partielle d’oxygène. De telles sondes, dites proportionnelles, permettent des mesures précises sur une large bande, le mélange de combustion des véhicules diesel étant en excès d’air.

[0049] Plus généralement, le taux de dioxygène et le taux des oxydes d’azote dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21 peuvent être récupérés par le calculateur 25 depuis un modèle théorique, une cartographie ou des sondes dédiées.

[0050] Dans un mode de réalisation, le calculateur 25 récupère le taux de dioxygène et le taux des oxydes d’azotes ΝΟχ dans les gaz d’échappement, à la sortie du catalyseur 21 d’oxydation, mesurés par la sonde 24 ΝΟχ, et les taux théoriques correspondants à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21, estimés au moyen d’un modèle théorique prédéfini.

[0051] En somme, le calculateur 25 dispose du taux de dioxygène et du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement, à l’entrée et à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0052] Le calculateur 25 compare le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur 21 d’oxydation au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0053] Le calculateur 25 compare, en outre, le taux des oxydes d’azote NOx dans les gaz d’échappement, à la sortie du catalyseur 21 d’oxydation, au taux de ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0054] En d’autres termes, le calculateur 25 est configuré pour comparer - le taux de O2, mesuré en aval du catalyseur d’oxydation DOC 21 au taux mesuré physiquement ou estimé en amont du catalyseur d’oxydation DOC 21 ; - le taux de ΝΟχ mesuré en aval du catalyseur d’oxydation DOC 21 au taux de ΝΟχ mesuré physiquement ou estimé en amont du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0055] En présence d’une diminution du taux de dioxygène O2 dans les gaz d’échappement de l’entrée à la sortie du catalyseur 21 d’échappement, le calculateur 25 en déduit qu’au moins une des trois principales réactions d’oxydoréductions R1-R3 est mise en oeuvre par le catalyseur d’oxydation DOC 21, et donc sa présence physique sur la ligne 2 d’échappement.

[0056] En revanche, si le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement est inchangé entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, le calculateur 25 en déduit que le catalyseur d’oxydation DOC 21 n’est pas en phase d’oxydoréduction et, par conséquent, son dysfonctionnement, voire son absence physique.

[0057] En présence d’une diminution du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, le calculateur 25 en déduit la réalisation par le catalyseur d’oxydation DOC 21 de la réaction d’oxydation RI du monoxyde d’azote.

[0058] S’il y a simultanément une diminution du taux de dioxygène et du taux des oxydes d’azote ΝΟχ, entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, le calculateur en déduit le déroulement des réactions d’oxydation RI et R3.

[0059] Si, selon les comparaisons effectuées par le calculateur 25, il y a une diminution du taux de dioxygène O2 alors que le taux ΝΟχ demeure inchangé entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, le calculateur en déduit que seules les réactions d’oxydation R2 et R3 sont intervenues. En d’autres termes, le calculateur 25 en déduit qu’aucune oxydation de l’oxyde d’azote (réaction RI) n’est mise en oeuvre par le catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0060] Avantageusement, la sonde 24 ΝΟχ n’a pas la même sensibilité pour mesurer le monoxyde d’azote NO et le dioxyde d’azote NO2.

[0061] Dans une mise en oeuvre, la sensibilité de la sonde 24 ΝΟχ pour le monoxyde d’azote NO est supérieure à sa sensibilité pour le dioxyde d’azote NO2.

[0062] A titre d’exemple, exposée à lOOppm de monoxyde d’azote NO, la sonde 24 ΝΟχ mesure 100 ppm de NO. En revanche, en l’exposant à 100 ppm de dioxyde d’azote NO2, la sonde 24 ΝΟχ mesure environ 80ppm de NO2.

[0063] Avantageusement, cette sensibilité croisée est utilisée pour détecter un éventuel changement dans la quantité du dioxyde d’azote NO2 entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, et par conséquent pour identifier et évaluer le rendement de la réaction d’oxydation RI. Une différence entre le taux des oxydes d’azote ΝΟχ à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21 et ce taux ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, due à la faible sensibilité de la sonde 24 ΝΟχ au dioxyde d’azote NO2, implique la présence du NO2 et donc sa production par la réaction RI d’oxydation.

[0064] A titre d’exemple, lorsque la différence entre le taux ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 est celui à l’entrée de ce dernier, - est nulle, alors il n’y a pas eu de réaction d’oxydation RI et, donc, un rendement nul de cette réaction ; - est inférieure à 10 ppm, alors il y a une réaction d’oxydation RI partielle, dont le rendement peut être qualifié de faible ; - est entre lOppm et 20 ppm, alors il y a une réaction d’oxydation RI partielle, dont le rendement peut être qualifié d’intermédiaire ; - est supérieure à 20ppm, alors il y a une réaction d’oxydation RI dont le rendement peut être qualifié de fort.

[0065] Plus généralement, en produisant de plus en plus de quantité de NO2, le taux ΝΟχ mesuré par la sonde 24 ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 est de plus en plus inférieur au taux ΝΟχ à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC, par suite de la faible sensibilité de cette sonde 24 ΝΟχ au dioxyde d’azote NO2.

[0066] Ainsi, la comparaison à des seuils prédéfinis de la différence (ou du rapport) entre le taux ΝΟχ mesuré par le sonde 24 ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 et le taux ΝΟχ estimé ou mesuré à l’entrée de ce catalyseur d’oxydation DOC 21 permet d’évaluer le rendement de la réaction d’oxydation RI et, par conséquent, l’efficacité du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0067] Il est également possible de distinguer, en comparant à des seuils prédéfinis, la différence (ou le rapport) entre le taux de dioxygène mesuré par le sonde 24 ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 et le taux de dioxygène estimé ou mesuré à l’entrée de ce catalyseur d’oxydation DOC 21, la réaction d’oxydation R2 de la réaction d’oxydation R3. En effet, la réaction d’oxydation R3 des hydrocarbures consomme trois fois plus de dioxygène que la réaction d’oxydation R2 du monoxyde de carbone.

[0068] Ainsi, dès lors qu’il y a une chute importante (comparée à des seuils prédéfinis) du taux de dioxygène entre l’entrée et la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, le calculateur estime que la réaction d’oxydation R3 des hydrocarbures a bien eu lieu. En revanche, lorsque la différence (ou le rapport) entre le taux de dioxygène à la sortie et le taux de dioxygène à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21 est inférieur à un seul prédéfini, alors le calculateur 25 estime que la réaction d’oxydation R3 des hydrocarbures n’est pas mise en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0069] Il en résulte qu’en comparant, à des seuils prédéfinis respectifs, la différence entre le taux de dioxygène et le taux ΝΟχ mesurés en sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 et les taux correspondants estimés (ou mesurés) à l’entrée du catalyseur 21, le calculateur 25 permet d’évaluer l’efficacité des réactions d’oxydation R1-R3 mises en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0070] Ceci permet, avantageusement, une surveillance optimale des réactions d’oxydation R1-R3 mises en œuvre par le catalyseur d’oxydation DOC 21, et donc un meilleur diagnostic de ce dernier.

[0071] Dans un mode de réalisation, le calculateur 25 est configuré pour - émettre une notification au conducteur, par exemple sous forme d’un témoin lumineux sur le tableau de bord ou un message d’alerte, qui peut être couplée à une certaine déduction du diagnostic du catalyseur d’oxydation DOC 21 afin d’inciter le conducteur à faire vérifier ce dispositif de dépollution, lors d’une opération de maintenance ; - générer des consignes à destination d’autres organes de dépollution compris dans la ligne 2 d’échappement. Par exemple, le calculateur 25 peut être configuré pour piloter d’une manière dynamique l’injection d’une solution réductrice des ΝΟχ, pour augmenter ou diminuer l’ajout d’urée dans la conduite d’échappement, selon le rendement de la réaction d’oxydation RI de l’oxyde d’azote.

[0072] Dans un mode de réalisation, - les taux de ΝΟχ et les taux en dioxygène mesurés par la sonde 24 ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21, et - les taux correspondants estimés à l’entrée de ce catalyseur d’oxydation DOC 21, et éventuellement - les déductions faites par le calculateur 25 sur la base de ces taux, sont enregistrés par le calculateur 25 sur un support mémoire (sous la forme d’un tableau par exemple), de sorte à permettre le diagnostic du catalyseur d’oxydation DOC 21.

[0073] Dans un mode de réalisation, le calculateur 25 est un processeur configuré pour exécuter un ensemble d’instructions logicielles programmées sur un support approprié.

[0074] Dans un mode de réalisation, le calculateur est un système électronique de diagnostic embarqué OBD (acronyme anglais de « On-Board Diagnostic »), permettant de détecter les défauts et pannes liés au catalyseur d’oxydation DOC 21, en comparant - les taux de ΝΟχ et de O2 mesurés par la sonde 24 ΝΟχ à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC 21 à leurs estimations respectives à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21 ; et/ou - la différence entre ces taux et leurs estimations respectives à des seuils prédéfinis.

[0075] Avantageusement, ce diagnostic peut être réalisé, via l’utilisation d’une seule sonde 24 ΝΟχ disposée en aval (à la sortie) du DOC 21 et d’un modèle préétablis pour l’estimation des taux de ΝΟχ théoriques en sortie du moteur 1 à combustion interne (c.à.d. à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC 21).

[0076] Avantageusement, la comparaison des taux de dioxygène et de ΝΟχ avant et après l’oxydation par le catalyseur d’oxydation DOC 21 permet d’identifier des problèmes de fiabilité du DOC, dont notamment un dysfonctionnement du catalyseur d’oxydation DOC, ou encore l’usure prématurée de certains composants de ce dispositif de dépollution.

[0077] Avantageusement, les méthodes et systèmes décrits ci-dessus favorisent le respect des réglementations concernant les niveaux d’émissions d’éléments polluants dans l’atmosphère.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour le diagnostic d’un catalyseur d’oxydation DOC (21), disposé dans une ligne (2) d’échappement de gaz issus d’un moteur à combustion interne, ce procédé comprenant : - une mesure du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement, à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; - une mesure, au moyen d’une sonde (24) ΝΟχ, du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21); ce procédé étant caractérisé en ce, la sensibilité de la sonde (24) ΝΟχ pour le monoxyde d’azote étant différente de la sensibilité de la sonde (24) ΝΟχ pour le dioxyde d’azote, le procédé comprend - une étape de récupération du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; - une comparaison du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; - une comparaison du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; la détermination d’une défaillance du catalyseur d’oxydation DOC (21), en fonction de ces deux comparaisons.
2. Procédé de la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de comparaison, à un seuil prédéfini, de la différence entre le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21).
3. Procédé de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de comparaison, à un seuil prédéfini, de la différence entre le taux du dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21), au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21).
4. Procédé de l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une étape d’estimation, au moyen d’un modèle théorique prédéfini, du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; ou une étape d’obtention, depuis une cartographie préétablie, du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21).
5. Système pour le diagnostic d’un catalyseur d’oxydation DOC (21), disposé dans une ligne (2) d’échappement de gaz issus d’un moteur à combustion interne, ce système comprenant : une sonde (24) ΝΟχ, configurée pour mesurer le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21); un capteur, configuré pour mesurer le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; ce système étant caractérisé en ce que, la sensibilité de la sonde (24) ΝΟχ pour le monoxyde d’azote étant différente de la sensibilité de cette sonde (24) ΝΟχ pour le dioxyde d’azote, le système comprend un calculateur (25) configuré pour : - récupérer un taux des oxydes d’azote ΝΟχ et un taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; - effectuer une comparaison du taux de dioxygène dans les ^z d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21), au taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; - effectuer une comparaison du taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21), au taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21) ; identifier une défaillance du catalyseur d’oxydation DOC (21), en fonction de ces deux comparaisons.
6. Système de la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (25) est en outre configuré pour comparer, à un seuil prédéfini, la différence entre le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) et le taux des oxydes d’azote ΝΟχ dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21); - comparer, à un seuil prédéfini, la différence entre le taux du dioxygène dans les gaz d’échappement à la sortie du catalyseur d’oxydation DOC (21) et le taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21).
7. Système de la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, un modèle théorique prédéfini ou une cartographie préétablie du taux des oxydes d’azote ΝΟχ et du taux de dioxygène dans les gaz d’échappement à l’entrée du catalyseur d’oxydation DOC (21).
8. Système de l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le capteur configuré pour mesurer le taux de dioxygène est la sonde (24) NOx.
9. Ligne d’échappement comprenant un système selon l’une quelconque des revendications 5 à 8.
10. Ligne d’échappement selon la revendication 9, la ligne d’échappement comprenant un organe de réduction catalytique sélective en aval du catalyseur d’oxydation, selon le sens d’échappement des gaz.