Brevet FR2966871A1 — publié le 20120504

PROCEDE DE REGU ,, ,,,,, DE, TEMPERATU RE D'UN CATALYSE.UR D''.OXYDATI«:4 L'invention concerne 1.a.. dépollution d'On mOteur à combustion interne de type :diesel et> plus précisément. un SystèMe régulatien des. régénératienS oxydantes des DOC .tDieSel .0Xydatien Cetalyst).. 'Le terne DOC déSigne le Diesel Oxydation. Catalyst, ou. catalyse:te d''.OXydatien., et recouvre tout système e catalytique permettant df, Nid r les hydrocarbures. MC) et 1-e monoxyde de carbones .(CO) émis et l'échappement ' 1.0. du.. moteur, Des. SystèMeS de raita...ent dèS gaz de Talus en plue dehiplekes, Sont disposés, aujOUrd'hili, après le catalyseur {l'oxydation. dans. les lignes ..d.'échappeffient. des. moteurs à mélange. pauvre. Leur but est. de. réduire les émissions dans ['atmosphère, d'oxyde 'd'azote, de particules, de. MOnoXyde de .1. 5 ..çarbone. et ..«hydrocarbures. irn ........... satisfaisant aitSi à la baisse deZ Seuils admis auieuehbidans les dermes antipollution. des véhicules autonno ailes. SyStérrieS Contiennent. :des. dispositifs qui piègent. et réduise:riles. NOX,. doimMe. les NiOTrap,. et d'autres. dispositifs> comme tes. filtres. A. pairticulesj.. qui. retiennent une partie des suies et pousSiéres produites par le 2.0. 'motet:trayant . de [es brûler périodiquement Les.. lignes d'échappement peüvent ainsi ce porter, derrière #rn catalyseur d'Oxydation, Un. filtre :A. partietil.es, avec des sondes de température. play ée$. en. entrée et. en. sortie...du catalyseur, un capteur de débit «air A ['admission. du moteur et un calculateur,. Les sondes. de température et le .2.5: capteur sont éventuellement remplacés par des Modèleseffibarqtiés dans le. calculateur>. capableS de fournir [es ValeuiS de débit d'air et de "teffipératt.ireS. recherchées.. Dans ie foh.etibrinement normal du. moteur> .Ia température des gaz: d'échappement A.u. .niveau du filtre. a. particules ne. dépasse. pas 06 °C. Pour 30 déclencher régénération du: filtre à. particules,. il est néeesSaire cf-Meer la température. a rentrée. dü JuSOtià 60000 OU 6 50 °C. Là "régénération est. 2966871 ' - 2 - obtenue en injectant des faibles. quantités: de ca.rburdeén anion' dit catalyseur «Oxydation. ,.Grâce. à. sa fondtion .catalytique,.. celUi ci brûle. le.. ca.rbürant. injetté. La.. ceMbuetie.n.. permet ainsî. d'augmenter température. dei d>édhapperrient.eh entrée filtre à .padicul.e., .5. Ayge une conduite. MiXte, qUi alterne. des perCours en gille .et des. parcours an dehors. de la .ville. (Ob sur autoreute), et. avec multiples. accélérations,. les H.C. et 'CO. :sont éliminés en ceritinu par. le catalysée «eXydatieri, grâce à ré ction catalytique, E' reVandhe des roulages trop p lents ..pendant des temps trop. longs, ttt peuvent Maintenir 1.a teinpérature interne. du. catalyseur en dessous «une température ininimale,.. «environ .200'0, ce-. qui e comme conséquence l'accumulation des suies (poussières, particules et: ie.e. H.0 dans le catalyseur dIdXydatio.n., car -la réaction catalytique n'est pas enclenchee, et ces polluant ne sent pas brillée. .ç, LorSqUïlne régéhératibri dd. filtre. à. particules est lancée ..dans. cep conditions de stockage excessif de suies et. de H.0 dans le catalyseur «Oxydation, elle. provoque: le. relèvement. de. là tenipétatUre. du. catalyseur «exydation.,..à une valeur non contrôlée. La ..conséeende est ceMbustion iffirnédiate. des. tdus lés polluants accumulés.. La température de dernbuSt.idn 20 entrée. du filtre deVient. alors et dépasse largement 65 aVeC. dis risques d'incendié' 11.. est. important de ne pas. dépasser ces températures très. élevées., en début. de régénératien.. Pour. éviter la. détérioratien du ..ca ... crOXydat ibn et. 'du filtre particules, rinvention vise. à éviter stockage trop impertant de nIolécilles 25 exetherrriiquee sur le cata:yseur .«oxydation lors. des routages lente et. prôlengés, Elle. propose. un 'precédé. de régulation. do la température. d'un. catalyseur, pour 'éviter ce stockage de. ffielédules exethermiques, e. procédé consiste :à déclencher une purge forcée:des. suies. et des hie; Ioràctue le temps. 30 écoUlé depuis dernière phase. d'oxydation :du catalyseur,. est la dernière parge. est SupérIeUre. :à. la :Valeur du. temps .'tffiek pendent le.. quel un véhicule petit 2966871 _3 rouler avec un catatyseur &oxydation toujours à une température infedeure à une température de seuil, '1-min, déterminée. Le processus de purge, ainsi mis en place dans le catalyseur, permet de maîtriser la montée en température dans toutes les phases de fonctionnement do système de dépotlutton du véhicule, Çette maitrise révèle un autre avantage qui est le ra tongement de la durée de vie du catalyseur et du filtre à particules lui-même. L'invention sera mieux domprise à la lecture de la descrlptlon détaillée illustrée par les figures sur lesquelles : 10 - la figure 1 est une section selon le plan LT, qui montre la configuration de toute la ligne «échappement, - la figure 2 représente des courbes d'évolution de ta température en fonction du temps pondant des pheses de régénération, - la figure 3 représente te schéma d'évolution des paramètres Influant le 15 procédé de purge, et - la figure 4 représente le schéma d procédé de déclenchement et d'arrêt de la purge du catalyseur d'oxydation. Dans la description qui va suivre, on a adopté, par commodIté, une orientation longitudinale, verticale et transversale selon le trièdre L, V, T 20 représenté sur les figures. La figure 1 illustre un schéma d'un moteur diesel 100 en section selon le plan LT, où le système (l'injection Il 1 est représenté en amont du catalyseur d'oxydation 1'1 2 et du filtre à particules 113. Le long de la ligne d'échappement 102, qui est solidaire avec I~ 25 plancher du véhteule, sont fixés successivement les éléments qui contiennent le catalyseur dloxydation 112 et le filtre à particules 113. A rentrée de chacun de ces éléments, des sondes de température mesurent respectivement les températures en entrée du catalyseur 105 et du filtre à particule 106. Les deux courbes de la figure 2 montrent l'évolution des températures 30 en fonction du temps 1 à l'entrée du catalyseur et 2 à sa sortie. A l'intérieur de la zone de régénération du FAP, 3, est indiquée la zone de températures élevées,. qui représente la zone à risque 1a cible:. dé terripéreUre est représentée .par' lé Se: grue-nt pointillés 5.,. La figure 3 .illUStre. révolOtibil deS paramètres,. dent les yariations modélisent la conduite: du client, qui: influent s'Ur le fonctionnement du. processus de régulation de ta température dU catalyseur. .A Titiste '' init'ital processus -de régulation> les pararnètreS De> 't tegffii.n. sont égaUxà: zéro, Etape De et 4 Sent 'reSpectiVeMent r distance. cumulée>. parcourue par lé véhicule et le temps édeùlé.>. dePuiS iüe. le cata!ysaUr d'oxydation: demeure à. 10 une température inférieure à une tefnpératüre dé Seuil dépendante Ou catalyseur> par exemple eenviron 2009C. Cette teffipérature est inSuffiSante peur générer une oxydation spontanée dalla catalyseur., Le ternes dé. Orge Minimurn tec,no,. est le temps qUe le catalyseur d'oxydation passe à une température sUpérieure .à lempérattire à partir de laquelle réalisation 15 .l'une oxydation est autorisée A Cheque pas de calcul;. la distance est indréffientée. de la valour clt~ parcd.LirS dU véhicule entre deux pas de. calcul.. et la tèMpérature. du batalysetir: d'oxydation Te est scrutée, Etape: LorsqUe te ffipérature-du catalysèUr est supérieure au seuil T.,. la.. valeur du temps tregmffi. est incrémentée «une Valeur égale au. pas du. temps de ealeul,.Etape C, Dans le ceps contraire,.. est décrémenté-:de MêMeVaIeUr. Étape D, A chaque pas: de caletti, ta v?Ieurde t i-eqmie est également> eValuéé.. êtle t st eUpérieure au' tenipe minimum une oxydatipn :.po.1-italn'ë a 25. pu: ?voir lieu dans le catalyseur> et elle est.validéei Etape E,. :Les valeurs du temps écotil& et de distance. *Blutée,. .. et 'ne> sont Etape Le temps Minimum tuf est. rirervalle temps mjhiMal pendant lequel le Catalyseur doit derneurer à une température supérieure à.. Tm,,x, afin de 30 oonsidérer.qtintie oxydation puiSee aVOir '' lieu. reVanche.,: ti.effi.».i,i n'atteint pas la valeur de temps minimum. les ValeOrà de De et te sent .inerérrtentéeS, 1>eXydatien ri'ee pas validée, et les paramètres fl.e sont. pas initialisés. Etape.G La figure 4- montre le procéda de réalisation des purges du. e paramètres. qui déclenchent la purge sont distance cumulée De du le ternis OuMUlé, A. chaque paS. la valéur-de FiriteNalle deleMpS tà' est évaluée.. Le teMps depuis la dernière eXydatibn, ou. pUege. du catalyseur, est:compare . à tm,,,x de. meme manière, ElaPe H. La valeur du te.mps tije., est définie ÇQMMe le teMpe maximal pendant leqUel un VéfiicUle. petit rôUle 'avec un catalyseur d'oxydation a une terripératLire. inferiëure à aine tenpérature do seuil'. Tffiif.i' :tout. en délivrant des prestepns dynarriiquesàccepteileS, Le distance cumulée Do depuis la. dernière. purge od 1.a dernière oxydation du catalyseur,. pendant l'évaluation de te'. est également:évaluée. Elfe. est comparée à. une distance maximale. Dffie. définie comme. la distance :ffiaXiMale-de roulage. d'un véhicule, Iagtlelle"le catalyseur d'oxydation demeure à une température inférieure à Une teffipérature de satin: T'.&i. déterminée.. Etapel Une-de . mande :de purge est ferme?. si të est supérieur à t'en:ex,: ot:i Dc, est supérieur à Ditiax. Etape L.. Là. régula:tien est derriplétée par l'étape 1VI gui consiste. à arrèter IO régénération oxydante ...dans lé catalyseur du. Véhidule lbreque la durée de la purge Dec,. est supérieure ou Égai à: là durée adrOiSe,H.Dre,. ou tj.ieh lersqûe la température de purge du. catalyseur, T.c,.. est supérieure è ta: teffipératüre maximale admise. LinVetion ri"eSt paS aUx Mddêa de réalisation décrits. coi-dessus. teut type dé. véhiciiie. auteffibbile éqUipé de. moteur à combustion. interne. à mélange pauvre,. comme le moteur die:Se II réduit. avantageusement les risques liés faugrrientation. de température dans le catalyseur d'oxydation qui ne: dépassent plus des 2966871 . températures très élevées, en début de régénération du filtre particules, Sa destruction est évitée ainsi que les dommages au véhicule>,