Brevet FR2909044A1 — publié le 20080530

L'invention concerne un dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile et, plus particulièrement pour véhicule automobile dont la ligne d'échappement des gaz comporte un filtre à particules. Les polluants issus de la combustion d'un moteur de véhicule automobile, que celui-ci soit un moteur Diesel ou essence, sont majoritairement des hydrocarbures imbrûlés, des oxydes d'azote (monoxyde d'azote NO et dioxyde d'azote NO2), les oxydes de carbone (monoxyde de carbone CO) et dans le cas io des moteurs Diesel et des moteurs à injection directe à essence, des particules solides carbonées. Afin de respecter les normes environnementales internationales, la maîtrise des émissions de HC, de CO, de NOx et de particules est impérative et des technologies de is post-traitement des gaz sont indispensables. La dépollution des véhicules automobiles fait appel à différents systèmes de post-traitement pour éliminer les polluants produits par le moteur, tels les catalyseurs et le filtre à particules dans le cas des moteurs Diesel. 20 Le filtre à particules permet d'éliminer par filtration les particules solides présentes dans les gaz d'échappement des moteurs Diesel. Une fois piégées au sein du filtre, les particules doivent être éliminées périodiquement par élévation de la température jusqu'à 450 à 700 C au sein du filtre afin 25 d'entraîner leur combustion. Cette opération est couramment appelée régénération du filtre à particules. Classiquement l'énergie nécessaire à la régénération est fournie par une élévation de la température des gaz d'échappement. Cependant demander au moteur de fournir une telle 30 température présente des difficultés, en particulier dans le cas des températures les plus élevées comprises entre 550 à 700 C. 2909044 2 Une méthode pour parvenir à de telles température consiste à injecter du gazole à l'échappement. Le chauffage issu du moteur est ainsi fortement réduit, la chaleur nécessaire à la régénération étant générée par la combustion du gazole 5 introduit à l'échappement Le gazole est introduit sous forme vapeur, directement dans la ligne d'échappement, en amont du catalyseur et du filtre à particules. L'oxydation des hydrocarbures ainsi envoyés sur le catalyseur provoque un dégagement de chaleur important dans io celui-ci et augmente, en conséquence la température des gaz à l'entrée du filtre à particules. Cette technique permet de faciliter considérablement le processus de régénération des filtres à particules toutefois elle présente l'inconvénient d'augmenter les risques d'incendie is en cas de choc. En effet,en cas de choc, le système injectant le gazole peut se détériorer et le gazole devant être introduit dans le ligne d'échappement sous forme vapeur se trouvera déposé sur la ligne d'échappement, encore chaude, sous forme liquide, ce 20 qui provoquera son inflammation. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif permettant d'inhiber le système d'injection de carburant à l'échappement dès qu'un choc est détecté. A cet effet,la présente invention a pour objet un dispositif de 25 sécurité anti-incendie pour véhicule automobile muni d'une ligne d'échappement des gaz comportant un catalyseur associé à un filtre à particules et un système d'injection de carburant composé d'une pompe reliée à une bougie de préchauffage suivie d'un dispositif de vaporisation dont la 30 sortie débouche dans le conduit d'échappement, en amont du catalyseur. Ce dispositif comporte, selon l'invention, des moyens de détection d'un état du véhicule susceptible de présenter un risque d'accident associé à un moyen apte à 2909044 3 assurer la mise hors service du système d'injection de carburant à l'échappement. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : ^ Le moyen apte à assurer la mise hors service du système 5 d'injection de carburant à l'échappement commande, dans le calculateur moteur, l'arrêt du pilotage de la pompe et de la commande de la bougie de préchauffage. ^ les moyens de détection d'un état du véhicule susceptible de présenter un risque d'accident comprennent un io calculateur qui reçoit les informations concernant les paramètres susceptibles d'intervenir dans un accident et une mémoire dans laquelle les informations sont stockées. ^ Ces moyens de détection comportent en outre un calculateur capable de comparer l'ensemble des is paramètres mémorisés, caractérisant l'état du véhicule, à une série de scénarios prédéfinis représentatifs de différentes situations d'accidents et, lorsque les conditions réelles du véhicule sont identiques à l'un des scénarios mémorisés, d'activer le moyen de mise hors service du 20 système d'injection de carburant à l'échappement. ^ les paramètres susceptibles d'intervenir dans un accident pris en compte par le calculateur sont choisis dans le groupe comprenant la vitesse et l'accélération du véhicule, le niveau de carburant dans le réservoir, les températures 25 d'eau et/ou d'huile, la température des gaz dans la ligne d'échappement ^ le conduit amenant le carburant au système d'injection de carburant à l'échappement est placé en dérivation sur le conduit principal de retour carburant du moteur. 2909044 4 ^ Le moyen apte à assurer la mise hors service du système d'injection de carburant à l'échappement commande un mécanisme pour couper physiquement l'alimentation en carburant de celui-ci, placé dans le conduit amenant le 5 carburant audit système. • Ce mécanisme est une vanne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre indicatif en référence aux dessins annexés dans io lesquels : La figure 1 est une vue d'une ligne d'échappement comportant un système de régénération du filtre à particules avec injection de carburant à l'échappement. is La figure 2 est un schéma du circuit d'alimentation en gazole du moteur et du système d'injection de carburant à l'échappement et, La figure 3 est un diagramme de fonctionnement d'un dispositif selon l'invention. 20 La ligne d'échappement illustrée figure 1 comprend, comme cela est connu, un moteur 1, par exemple, un moteur Diesel à quatre cylindres, en sortie duquel se trouve un collecteur des gaz d'échappement 2 et un turbocompresseur 3, débouchant dans le conduit d'échappement 4 dans lequel sont placés un 25 catalyseur 5 associé à un filtre à particules 6. En sortie du turbocompresseur 3, un système 7 permet l'introduction de carburant comme par exemple du gazole, dans la ligne d'échappement. Ce système se compose d'une pompe 8 reliée à une bougie de 30 préchauffage 9 suivie d'un dispositif de vaporisation 10 dont la sortie 11 débouche dans le conduit d'échappement 4, en amont du catalyseur 5 associé au filtre à particules 6. 2909044 5 La pompe 8 est alimenté par le circuit relié au réservoir de carburant 12 (figure 2) et envoi le carburant qu'elle prélève dans le système de vaporisation 10. En passant à proximité de la bougie 9, ce carburant subit une élévation de température 5 suffisante pour le faire passer en phase vapeur. C'est sous cette forme qu'il est introduit, par le système de vaporisation, dans le conduit 4. Le pilotage du système est assuré par le calculateur moteur 13 qui assure, d'une part le pilotage des injecteurs 14 io et d'autre part celui de la pompe 8 et de la bougie de préchauffage 9. Le circuit du carburant est illustré sur le schéma de la figure 2. Le carburant est extrait du réservoir 12 par la pompe de pré-alimentation 15 et la pompe d'alimentation haute 15 pression 16 pour être envoyé dans le rail haute pression 17 qui alimente les injecteurs 14 du moteur. En sortie de ce rail, le circuit de retour carburant 18, qui renvoie le surplus de carburant dans le réservoir 12, alimente la pompe 8 du système d'injection de carburant à 20 l'échappement. Sur la figure 3 on a représenté un diagramme de fonctionnement du dispositif de sécurité selon l'invention. Un système de détection 19 recueille, à chaque instant, des informations relatives à l'état du véhicule, par exemple, la 25 vitesse et l'accélération de celui-ci. Il est relié au réseau de communication intersystèmes 20 du véhicule sur lequel il transmet en permanence ces informations. Comme cela est bien connu, le réseau 20, par exemple constitué par une liaison de type bus CAN, relie entre eux les 30 différents capteurs et calculateurs qui équipent le véhicule et transmet en permanence les informations qu'ils émettent. 2909044 6 C'est ainsi que le calculateur 21 reçoit les informations émises par le détecteur 19 ainsi que d'autres paramètres, également disponibles sur le réseau de communication 20 et susceptibles d'intervenir dans un accident avec risque d'incendie. Ces 5 paramètres sont, par exemple, le niveau de carburant dans le réservoir, la température d'eau et/ou d'huile, la température des gaz à l'échappement.. Après passage dans un filtre 22, chargé de ne transmettre que les informations concernant les risques d'accident, celles-ci io sont stockées dans une mémoire 23. L'ensemble des paramètres mémorisés, caractérisant l'état du véhicule, sont comparés, dans un calculateur 24, à une série de scénarios prédéfinis représentatifs de différentes situations d'accidents. is Lorsque les conditions réelles du véhicule sont identiques à l'un des scénarios mémorisés, le calculateur 24 autorise l'activation du circuit 25 qui commande, dans le calculateur moteur 13, l'arrêt du pilotage de la pompe 8 et de la commande de la bougie de préchauffage 9. Le système 20 d'injection à l'échappement est alors inhibé. On notera que, en raison de l'alimentation dudit système par le conduit de retour carburant, la coupure de la fonction n'empêche pas le fonctionnement normal du moteur. La manoeuvrabilité du véhicule reste donc intacte, ce qui est 25 obligatoire dans les cas d'urgence. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté. On pourra, par exemple, prévoir, en plus de l'interruption du fonctionnement de la pompe et de la bougie, un mécanisme 30 pour couper physiquement l'alimentation en carburant de ladite pompe intercalé dans le conduit 26 amenant le carburant à la pompe et placé en dérivation sur le conduit principal de retour carburant 18. Ce mécanisme pourra être, par exemple, une vanne. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile muni d'une ligne d'échappement des gaz comportant un catalyseur (5) associé à un filtre à particules (6) et un système (7) d'injection de carburant composé d'une pompe (8) reliée à une bougie de préchauffage (9) suivie d'un dispositif de vaporisation (10) dont la sortie (11) débouche dans le conduit d'échappement (4), en amont du catalyseur (5), io caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection (21,22,23,24) d'un état du véhicule susceptible de présenter un risque d'accident associé à un moyen (25) apte à assurer la mise hors service du système (7) d'injection de carburant à l'échappement. is 2. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (25) apte à assurer la mise hors service du système (7) d'injection de carburant à l'échappement commande, dans le calculateur moteur (13), 20 l'arrêt du pilotage de la pompe (8) et de la commande de la bougie de préchauffage 9. 3. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 2 , caractérisé en ce que les moyens de détection d'un état du 25 véhicule susceptible de présenter un risque d'accident comprennent un calculateur (21) qui reçoit les informations concernant les paramètres susceptibles d'intervenir dans un accident et une mémoire (23) dans laquelle les informations sont stockées. 2909044 8 4. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de détection d'un état du véhicule susceptible de présenter un risque d'accident 5 comportent en outre un calculateur (24) capable de comparer l'ensemble des paramètres mémorisés, caractérisant l'état du véhicule, à une série de scénarios prédéfinis représentatifs de différentes situations d'accidents et, lorsque les conditions réelles du véhicule sont identiques à l'un des scénarios io mémorisés, d'activer le moyen (25) de mise hors service du système (7) d'injection de carburant à l'échappement. 5. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les paramètres susceptibles d'intervenir is dans un accident pris en compte par le calculateur (21) sont choisis dans le groupe comprenant la vitesse et l'accélération du véhicule, le niveau de carburant dans le réservoir, les températures d'eau et/ou d'huile, la température des gaz dans la ligne d'échappement. 20 6. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (26) amenant le carburant au système (7) d'injection de carburant à l'échappement est placé en dérivation sur le conduit principal de retour carburant (18) 25 du moteur. 7. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme pour couper physiquement l'alimentation en carburant du système (7) placé 30 dans le conduit (26) amenant le carburant audit système (7) d'injection de carburant à l'échappement. 2909044 9 8. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que ce l'activation de ce mécanisme est commandé par le moyen (25) apte à assurer la mise hors 5 service du système (7) d'injection de carburant à l'échappement. 9. Dispositif de sécurité anti-incendie pour véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme pour couper io physiquement l'alimentation en carburant du dispositif (7) est une vanne.