Procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema de tratamiento de óxidos de nitrógeno.

Procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema (10) de tratamiento de óxidos de nitrógeno(NOx) producidos por un motor térmico,

consistente en:

* para un ciclo de conducción de referencia, definición de una diferencia de referencia (DOBD) entre, por una parte, unvalor máximo (Qoaguas arriba) para la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos aguas arriba del sistema (10) y, porotra, un umbral (SOBD) para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema (10), y

* en una fase de funcionamiento, cálculo de una cantidad (QSCR) de óxidos de nitrógeno tratados como la diferenciaentre la cantidad (Qaguas arriba) de óxidos de nitrógeno producidos y la cantidad (Qaguas abajo) de óxidos de nitrógenoemitidos aguas abajo del sistema,

* comparación de la citada cantidad (Qaguas abajo) de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo con el citado umbral(SOBD), y de la diferencia de referencia (DOBD) con la cantidad (QSCR) de óxidos de nitrógeno tratados,

* conclusión en un fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento si las dos comparaciones sonsimultáneamente positivas.

Procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema de tratamiento de óxidos de nitrógeno La presente invención reivindica la prioridad de la solicitud francesa 0957309 presentada el 19 de octubre de 2009 cuyo contenido (texto, dibujos y reivindicaciones) se incorpora aquí como referencia.

La presente invención concierne a un procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema de tratamiento de óxidos de nitrógeno producidos por un motor térmico de un vehículo automóvil.

La invención encuentra una aplicación particularmente ventajosa en el ámbito de la reducción de la emisión de gases contaminantes por los vehículos automóviles de motor térmico.

Desde hace numerosos años, los constructores de vehículos automóviles de motor térmico han hecho muchos esfuerzos para reducir la emisión a la atmósfera de compuestos químicos perjudiciales para el medio ambiente, producidos por los motores térmicos durante la combustión del carburante.

Entre estos compuestos, se encuentran especialmente el dióxido de carbono CO2 así como los óxidos de nitrógeno, principalmente el monóxido NO y el dióxido NO2 de nitrógeno, designados conjuntamente con la denominación NOx. Obsérvese que la producción de óxidos de nitrógeno es mayor en los motores Diesel que en los motores de gasolina debido a su temperatura de combustión más elevada.

Para limitar la emisión de los óxidos de nitrógeno a la atmósfera, una solución utilizada actualmente consiste en colocar en la línea de escape del vehículo un sistema de tratamiento de los NOx, denominado sistema SCR (« Selective Catalytic Reduction ») que tiene la función de reducir químicamente los óxidos en nitrógeno molecular y en vapor de agua por medio de un agente reductor como el amoniaco NH3. En la práctica, el amoniaco es inyectado en la línea de escape aguas arriba de un catalizador específico SCR en el cual se produce la reacción de reducción.

La reducción de los óxidos de nitrógeno por el amoniaco según las reacciones SCR es un procedimiento bien conocido y ampliamente utilizado en la industria, especialmente en unidades fijas. Aplicado al automóvil, la dificultad del sistema de tratamiento SCR es aportar al escape el amoniaco necesario para la reducción de los NOx y por tanto poder almacenarlo a bordo del vehículo en una forma cualquiera. Para esto, se han desarrollado varios conceptos para embarcar el amoniaco en los vehículos: en forma de urea sólida, en forma de urea líquida en solución acuosa, en forma de carbamato (o urato) de amonio, … En todos los casos, el amoniaco es obtenido por descomposición de la urea o del ion carbamato.

Un sistema de tratamiento SCR comprende por tanto un catalizador específico colocado en la línea de escape, un depósito que contiene urea o carbamato de amonio y un dispositivo de inyección de la urea o del carbamato de amonio aguas arriba del catalizador SCR.

Naturalmente, como otros agentes contaminantes, la emisión de los óxidos de nitrógeno está sometida a reglamentación.

La reglamentación vigente en Europa fija en 0, 08 g/km el umbral de emisión de los NOx durante un ciclo de conducción normalizado, designado por el acrónimo NEDC (« New European Driving Cycle ») . El ciclo NEDC, de una duración de 20 mn, comprende una primera fase de conducción de tipo « ciudad » seguida de una segunda fase de conducción más rápida de tipo « carretera ». La velocidad media en el transcurso de este ciclo es de 33 km/h.

De acuerdo con otro aspecto de la reglamentación concerniente al diagnóstico de un fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento SCR, denominada reglamentación OBD (« On Board Diagnostics », un rebasamiento del umbral, indicado por SOBD, de 0, 16 g/km de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema de tratamiento SCR durante un ciclo NEDC debe ser señalado al conductor por un testigo luminoso y registrado en la memoria de los defectos, porque más allá de este umbral el sistema SCR es considerado como defectuoso.

Sin embargo, se comprende que, si el rebasamiento del umbral SOBD durante un rodaje del vehículo de acuerdo con el ciclo NEDC es bien revelador de un fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento SCR, un rebasamiento de este tipo fuera del ciclo NEDC no es necesariamente debido a un fallo de funcionamiento del sistema SCR sino que simplemente puede resultar de una utilización del vehículo no prevista por la norma NEDC, por ejemplo en el caso de una fuerte aceleración.

Por ello, un objetivo de la invención es proponer un procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema de tratamiento de óxidos de nitrógeno producidos por un motor térmico de un vehículo automóvil, que permita establecer un diagnóstico de fallo de funcionamiento pertinente del sistema de tratamiento que tenga en cuenta, a la vez, las exigencias normativas impuestas en los rodajes de acuerdo con un ciclo de conducción de referencia, tal como el ciclo normalizado NEDC, y las condiciones particulares de los rodajes no conformes con el ciclo de conducción de referencia.

Este objetivo se consigue, de acuerdo con la invención, por el hecho de que el citado procedimiento comprende las etapas consistentes en:

* para un ciclo de conducción de referencia, definición de una diferencia de referencia entre, por una parte, un valor máximo para la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos aguas arriba del sistema y, por otra, un umbral para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema, y

* en una fase de funcionamiento, cálculo de una cantidad de óxidos de nitrógeno tratados como la diferencia entre la cantidad de óxidos de nitrógeno aguas arriba y la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema,

* comparación de la citada cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo con el citado umbral (SOBD) , y la diferencia de referencia con la cantidad de óxidos de nitrógeno tratados,

* conclusión en un fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento si las dos comparaciones son simultáneamente positivas.

En un modo de realización particular de la invención, el citado ciclo de conducción de referencia es el ciclo normalizado de conducción NEDC.

Asimismo, la invención prevé especialmente que el citado umbral para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema de tratamiento sea de acuerdo con la reglamentación de diagnóstico embarcado OBD.

Así pues, el procedimiento de acuerdo con la invención propone un método de diagnóstico de fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento de los NOx que se basa en una doble comparación.

La primera comparación concierne al umbral, indicado por SOBD en el marco de la reglamentación OBD, para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema de tratamiento y la cantidad Qaguas abajo de los óxidos efectivamente emitidos.

La segunda comparación concierne al umbral, indicado por ΔOBD, para la cantidad de óxidos de nitrógeno tratados por el sistema de tratamiento y la cantidad QSCR de óxidos de nitrógeno efectivamente tratados. Si se indica por Qoaguas arriba el valor máximo para la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos por el motor térmico aguas arriba del sistema de tratamiento durante el ciclo de referencia, entonces ΔOBD = Qoaguas arriba - SOBD.

En el caso de un rodaje de acuerdo con el ciclo de conducción de referencia, si la cantidad Qaguas abajo de NOx emitidos es superior al umbral correspondiente SOBD, debe ser diagnosticado un fallo de funcionamiento del sistemaSCR. Éste lo será de hecho puesto que, en estas condiciones, la cantidad QSCR de óxidos de nitrógeno tratados será necesariamente inferior al umbral ΔOBD. La doble comparación queda por tanto bien verificada.

En el caso de un rodaje fuera de ciclo de conducción de referencia, si la cantidad Qaguas abajo de NOx emitidos es superior al umbral correspondiente SOBD, no se emitirá necesariamente un diagnóstico de fallo de funcionamiento. Éste lo será solamente si, al mismo tiempo, la cantidad QSCR = Qaguas arriba - Qaguas abajo de óxidos de nitrógeno tratados es inferior al umbral ΔOBD. Se impone de esta manera la puesta en marcha de una alerta cuando la cantidad de óxidos de nitrógeno tratados sea inferior a la que sería en el caso del ciclo de conducción de referencia. En otras palabras, el sistema de tratamiento será considerado como funcional si la cantidad QSCR de NOx tratados es al menos igual a la cantidad de óxidos de nitrógeno tratados durante un ciclo de referencia, incluso si la cantidad Qaguas abajo de óxidos emitidos es superior... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de detección de fallo de funcionamiento de un sistema (10) de tratamiento de óxidos de nitrógeno (NOx) producidos por un motor térmico, consistente en:

* para un ciclo de conducción de referencia, definición de una diferencia de referencia (ΔOBD) entre, por una parte, un valor máximo (Qoaguas arriba) para la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos aguas arriba del sistema (10) y, por otra, un umbral (SOBD) para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema (10) , y

* en una fase de funcionamiento, cálculo de una cantidad (QSCR) de óxidos de nitrógeno tratados como la diferencia entre la cantidad (Qaguas arriba) de óxidos de nitrógeno producidos y la cantidad (Qaguas abajo) de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema,

* comparación de la citada cantidad (Qaguas abajo) de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo con el citado umbral (SOBD) , y de la diferencia de referencia (ΔOBD) con la cantidad (QSCR) de óxidos de nitrógeno tratados,

* conclusión en un fallo de funcionamiento del sistema de tratamiento si las dos comparaciones son simultáneamente positivas.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el citado ciclo de conducción de referencia es el ciclo 15 normalizado de conducción NEDC.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual el citado umbral (SOBD) para la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema de tratamiento es conforme a la reglamentación de diagnóstico embarcado OBD.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la citada cantidad (Qaguas 20 abajo) de óxidos de nitrógeno emitidos aguas abajo del sistema de tratamiento es determinada por un primer sensor

(20) de óxidos de nitrógeno.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la citada cantidad (Qaguas arriba) de óxidos de nitrógeno producidos por el motor térmico aguas arriba del sistema de tratamiento es determinada por un segundo sensor (30) de óxidos de nitrógeno.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la citada cantidad (Qaguas arriba) de óxidos de nitrógeno producidos por el motor térmico aguas arriba del sistema de tratamiento es determinada por medio de un modelo de emisión de óxidos de nitrógeno por el motor térmico.