Brevet FR2981689A1 — publié le 20130426

PROCEDE DE PURGE D'UN SYSTEME D'INJECTION DOSEE D'UN AGENT LIQUIDE DANS UN ENSEMBLE ET SYSTEME D'INJECTION POUVANT ETRE PURGE PAR UN TEL PROCEDE La présente invention concerne un procédé de purge d'un système d'injection dosée d'un agent liquide dans un ensemble et un système d'injection pouvant être purgé par un tel procédé. Plus particulièrement, l'agent liquide est un agent de dépollution destiné à être introduit en dose prédéfinie dans un ensemble qui peut être une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. Dans ce qui va suivre, il sera pris comme exemple de procédé de dépollution une réduction catalytique sélective, autrement appelée SCR, ce procédé de réduction effectuant le traitement des oxydes d'azote NOx présents dans la ligne d'échappement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Ce traitement est fait par injections consécutives de doses d'un réactif dans la ligne d'échappement, ce réactif étant un agent de dépollution dit agent réducteur SCR. Un agent réducteur SCR est fréquemment de l'ammoniac ou un précurseur de l'ammoniac, par exemple de l'urée ou un dérivé de l'urée. Ceci n'est cependant pas limitatif et la présente invention s'applique pour la purge de tout système d'injection pouvant présenter un risque d'encrassement, de bouchage ou de blocage quelconque de sa canalisation d'alimentation d'agent liquide. Un exemple de système d'injection est montré à la figure 1. Un tel système d'injection présente typiquement un réservoir 1 contenant une quantité d'agent liquide, une pompe 2 pour l'alimentation en agent liquide d'un ensemble non montré à la figure, cet ensemble pouvant être la ligne d'échappement d'un véhicule automobile. L'alimentation est faite par une canalisation 3 dont une première extrémité est raccordée au réservoir 1 à la pompe 2 et la seconde extrémité raccordée à un injecteur 4 débouchant sur l'ensemble à alimenter. Accessoirement, un élément de chauffe 6 peut être prévu dans le réservoir 1. De même, un capteur 7 de température peut être prévu dans le réservoir 1 pour mesurer la température de l'agent liquide que le réservoir 1 contient. Une jauge 8 d'agent liquide peut aussi être avantageusement prévue dans le réservoir 1. De manière facultative et non obligatoire, un accumulateur d'agent liquide, non montré à la figure 1, peut être raccordé à la canalisation 3 en étant disposé entre la pompe 2 et l'injecteur 4. Cet accumulateur sert alors au stockage temporaire d'une dose d'agent liquide en présentant une contenance plus faible que le réservoir 1, la contenance de l'accumulateur équivalant sensiblement à une dose d'agent liquide à injecter dans l'ensemble à intervalles de temps réguliers. Le système d'injection dispose aussi d'un capteur de pression 5 qui mesure la pression régnant dans la canalisation 3. Il n'est pas rare que la canalisation 3 se bouche. Ceci peut se faire, par exemple, par encrassement interne de la canalisation 3 et/ou de l'injecteur 4 et plus particulièrement par gel de l'agent liquide contenu dans la canalisation 3. En effet, par exemple, une solution aqueuse d'urée en tant qu'agent liquide peut geler à une température inférieure ou sensiblement égale à -10°C. De ce fait, il convient de purger régulièrement la canalisation 3 et/ou l'injecteur 4 du système d'injection et avantageusement aussi de prévoir un élément de chauffe 6 de l'agent liquide dans le réservoir 1. Ainsi, dans le cas où l'ensemble à alimenter en agent liquide est une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, la canalisation peut se boucher pendant l'arrêt du véhicule automobile, notamment en cas de gel de l'agent liquide. La purge de la canalisation 3, alors nécessaire, s'effectue par aspiration des gaz d'échappement dans la canalisation 3, ceci particulièrement quand le système ne comporte qu'une seule canalisation 3 reliant le réservoir 1 à l'injecteur 4, cette aspiration étant créée par le fonctionnement de la pompe 2 dans le sens inverse du sens de son fonctionnement usuel ou par tout autre système de vannes permettant d'inverser le flux dans la canalisation 3. En alternative ou en complément de cette aspiration de gaz d'échappement dans la canalisation 3, il est aussi possible de créer une aspiration d'air extérieur dans la canalisation 3, cette aspiration étant réalisée par ouverture d'une vanne 9 avantageusement prévue vers l'extrémité de la canalisation 3 portant l'injecteur 4. Ceci peut être avantageux quand les gaz d'échappement sont encore trop chauds, un mélange avec de l'air ambiant ou même leur remplacement par de l'air empêchant une trop forte montée de température dans la canalisation 3 et ainsi la dégradation d'éléments du système d'injection. Il convient de limiter cette ou ces aspirations de gaz à une durée suffisante pour effectuer le décrassage sans pour autant prolonger lesdites aspirations plus longtemps que nécessaire. Ainsi, il a été utilisé des stratégies permettant de déterminer quand la purge du système d'injection doit être arrêtée. Une première stratégie connue propose l'utilisation d'un compteur de temps permettant le fonctionnement de la pompe 2 et l'ouverture de l'injecteur 4 et/ou de la vanne 9 en mode purge pendant un temps prédéfini. Le document FR-A-2 921 105 décrit un système de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne par réduction catalytique sélective. Pour la purge dudit système, il est prévu un compteur de temps permettant la mise en marche de la pompe du système après que la pression dans le système soit descendue en dessous d'une valeur de référence ainsi que le déclenchement de l'aspiration de gaz à l'intérieur de la canalisation à des temps prédéterminés. Dans ce document, l'information délivrée par le capteur de pression est uniquement destinée pour la mise en marche de la pompe, le processus de purge étant après commandé uniquement par le compteur de temps. L'utilisation d'un compteur de temps, basé sur une estimation d'un temps de purge, ne permet pas de garantir que la purge du système d'injection a été effectuée de manière complète. Inversement, une telle purge peut être prolongée plus longtemps qu'il est nécessaire. En effet, le temps de purge peut varier selon les conditions ambiantes et être plus ou moins long et une estimation du temps de purge ne peut être adaptée à toutes les conditions de purge. Par conséquent, le problème à la base de l'invention est, pour un système d'injection d'un agent liquide dans un ensemble, de détecter avec précision quand la purge du système d'injection a été accomplie et d'arrêter en conséquence cette purge après cette détection. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de purge d'un système d'injection d'un agent liquide dans un ensemble, ce système comprenant un réservoir, une canalisation reliant le réservoir à l'ensemble à alimenter en agent liquide en débouchant sur l'ensemble par un injecteur, l'agent liquide étant entraîné du réservoir vers l'ensemble à travers la canalisation sous l'action d'une pompe, le procédé comportant l'étape d'actionnement de la pompe en sens inverse de celui pour l'alimentation de l'ensemble et l'étape d'aspiration de gaz de l'extérieur dans la canalisation, ces étapes réalisant la purge, caractérisé en ce que la purge est considérée comme terminée dès qu'une variation de pression spécifique est détectée dans la canalisation dudit système. L'effet technique obtenu est une détermination précise de la fin de purge, basée sur des critères de pression représentatifs de l'obtention réelle de fin de purge. Une telle détermination ne pouvait être obtenue avec un compteur de temps selon l'état de la technique pour lequel le temps de purge était seulement estimé et avait tendance à être surévalué afin que la purge soit complète. Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter au moins facultativement l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - ladite variation de pression spécifique est une inflexion en baisse de la pression sur la courbe de pression régnant dans la canalisation consécutivement à l'étape d'aspiration, - quand la purge est considérée comme terminée, il est prévu des étapes de fin d'aspiration et d'arrêt de la pompe, - l'étape d'aspiration se fait par l'ouverture de l'injecteur et/ou par l'ouverture d'une vanne d'appel d'air, - quand l'étape d'aspiration se fait uniquement par ouverture de l'injecteur, il est procédé à une étape de diagnostic de défectuosité de l'injecteur par détection au début de l'étape d'aspiration d'un saut de pression, l'injecteur étant considéré comme au moins partiellement défectueux quand le saut de pression est inférieur à une valeur prédéterminée de saut représentative d'un bon fonctionnement de l'injecteur, - le procédé comprend l'étape de transmission des mesures de pression relevées lors des étapes du procédé à une unité de contrôle et de commande et l'étape de détermination par cette unité de contrôle et de commande de la variation de pression spécifique pour laquelle la purge est considérée comme terminée, - l'ensemble alimenté en agent liquide est une ligne d'échappement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile et le système d'injection d'agent liquide est un système du type réduction catalytique sélective SCR, le ou les gaz aspirés étant de l'air, des gaz d'échappement ou un mélange d'air et de gaz d'échappement, - le procédé est initié à chaque arrêt du véhicule automobile et/ou quand la température extérieure est inférieure à une valeur de température prédéterminée correspondante à un risque de gel de l'agent liquide dans la canalisation. L'invention concerne aussi un système de réduction catalytique sélective SCR, ce système comprenant un réservoir, une canalisation reliant le réservoir à la ligne d'échappement d'un véhicule automobile pour alimenter ladite ligne en agent SCR sous l'action d'une pompe, la canalisation débouchant par un injecteur sur la ligne d'échappement, un capteur de pression relevant les pressions régnant dans la canalisation étant prévu, une vanne d'appel d'air étant éventuellement prévue sur la canalisation, caractérisé en ce que la purge du système SCR est pilotée par un tel procédé, les valeurs de pression mesurées par le capteur de pression étant transmises à une unité de contrôle et de commande déterminant quand la purge du système est considérée comme étant terminée par détection d'une variation de pression spécifique de fin de purge, la détection se faisant par des moyens de comparaison de ladite unité des valeurs de pression relevées par le capteur de pression, les dimensions de l'ouverture de l'injecteur et, le cas échant, de l'ouverture de la vanne d'appel d'air étant calibrées de sorte à permettre la détection de ladite variation de pression spécifique. L'invention concerne aussi une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un tel système de réduction catalytique sélective SCR. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un système d'injection d'une dose prédéterminée d'un agent liquide dans un ensemble, un tel système pouvant être purgé conformément au procédé de purge selon la présente invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une courbe de variation de pression lors de la purge d'un système d'injection comme illustré à la figure 1, cette courbe montrant les différences de variation de pression pendant la purge, variations de pression qui sont utilisées dans le procédé de purge selon la présente invention. Dans ce qui va suivre, il sera fait référence à un système de réduction catalytique sélective SCR pour l'illustration du système d'injection dosée d'un agent liquide dans un ensemble, ce qui n'est pas limitatif. La figure 1 a déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande. Pour l'interprétation de la courbe de pression montrée à la figure 2, les divers éléments du système d'injection présenteront les références qui leur ont été attribuées à la figure 1. La figure 2 montre l'évolution de la pression dans la canalisation 3 du système d'injection avant, pendant et après la purge de ladite canalisation 3. A l'état initial, avant la purge, la canalisation 3 est sous pression ou à pression atmosphérique. Par exemple la pression dans la canalisation 3 peut être de +1 bar relatif à la pression atmosphérique. Le procédé de purge du système d'injection selon la présente invention présente comme première étape l'actionnement de la pompe 2 dans le sens inverse de son fonctionnement normal. Cette première étape est référencée P1 à la figure 2. Dans son fonctionnement normal, la pompe 2 envoie de l'agent liquide du réservoir 1 vers l'injecteur 4 pour son introduction dans l'ensemble à alimenter. Lors de la purge du système, la pompe 2 tourne de façon à évacuer l'agent liquide en sens inverse c'est-à-dire vers le réservoir 1. La canalisation 3 subit lors de la première étape P1 une dépression et passe en pression relative négative. La seconde étape du procédé de purge selon la présente invention est référencée P2 à la figure 2. Cette seconde étape P2 est l'étape d'aspiration de gaz de l'extérieur dans la canalisation 3. Cette étape d'aspiration débute par l'ouverture de l'injecteur 4 et/ou de la vanne 9 pour l'introduction de gaz dans la canalisation 3. En effet, afin de réaliser une purge de la canalisation 3, il convient de réaliser un appel d'air, appel d'air qui est provoqué par l'ouverture de l'injecteur 4 et/ou de la vanne 9. L'ouverture de l'injecteur 4 est préférée, ce qui n'est pas limitatif. La capacité de dépression de la pompe 2 et la perméabilité de l'injecteur 4 et/ou de la vanne 9 qui peuvent être ouverts en continu permettent de distinguer un point d'inflexion I sur la courbe de pression, ce point d'inflexion I correspondant à un début de baisse de la pression et représentant la variation de pression spécifique selon la présente invention. L'étape d'aspiration peut donc se faire par ouverture de l'injecteur 4 et/ou par l'ouverture d'une vanne 9 d'appel d'air. Le ou les gaz aspirés peuvent ainsi être de l'air quand seule la vanne 9 d'appel d'air est ouverte, des gaz d'échappement quand seul l'injecteur 4 est ouvert ou un mélange d'air et de gaz d'échappement quand la vanne 9 et l'injecteur 4 sont simultanément ouverts. Au début de cette seconde étape P2, la courbe de pression présente une légère remontée de pression ou saut de pression référencée Sa à la figure 2 et à la fin de cette seconde étape P2, la canalisation 3 demeure en dépression mais à un niveau moindre que lorsqu'il n'y avait pas d'introduction de gaz dans la canalisation 3. Dès le point d'inflexion I, la canalisation 3 peut être considérée comme étant purgée. Pour une meilleure reconnaissance de l'inflexion I en baisse de pression pendant la seconde étape P2 du procédé de purge, l'ouverture de l'injecteur 4 et/ou de la vanne 9 sont calibrées de façon telle que lors de son ou de leurs ouvertures, cette inflexion I de pression soit aisément reconnaissable. Accessoirement, il peut aussi être avantageusement élaboré un diagnostic relatif à une défectuosité de l'injecteur 4, cet injecteur 4 pouvant par exemple être bouché ou bloqué. Le diagnostic de défectuosité de l'injecteur 4 est fait par détection au début de l'étape d'aspiration du saut Sa de pression en hausse. Si ce saut Sa est inférieur à une valeur prédéterminée de pression représentative d'un bon fonctionnement de l'injecteur 4, l'injecteur 4 est considéré comme au moins partiellement défectueux. L'inflexion I en baisse de pression dans la canalisation 3 représentative de la fin de purge s'explique par la différence de compression entre un liquide et un gaz dans la canalisation 3. Quand il y a encore du liquide dans la canalisation 3 sous la forme d'agent liquide, ce liquide est incompressible, tandis que quand il n'y a que du gaz dans la canalisation 3 ayant été introduit par l'injecteur 4 ou par la vanne 9, la détente pour le volume de gaz est plus importante que pour un même volume constitué de liquide en début de purge ou de gaz et de liquide pendant la purge. L'inflexion I s'explique également par la caractéristique de certaines pompes qui, lorsqu'elles fonctionnent avec de l'air ou gaz, sont plus débitantes ; l'inflexion I marque donc une transition de fonctionnement de la pompe entre liquide et gaz. L'étape P3 concerne la période de fin de purge avec une continuation de la légère chute de pression dans la canalisation 3 débutant avec l'inflexion I. Cette étape P3 finit avec l'arrêt de la pompe 2, soit avec l'arrêt de l'aspiration, la pression remontant alors dans la canalisation 3 jusqu'à un niveau stable de pression dite de purge, inférieur au niveau de pression de départ de la canalisation 3 encore non purgée lorsque la canalisation 3 était initialement sous pression ou jusqu'au même niveau de pression, à la pression atmosphérique par exemple. Un tel procédé de purge permet de réduire le temps de purge de par la connaissance précise du début et de la fin de la purge, ceci par des critères associés à un état de pression dans la canalisation 3, ce que ne peut pas réaliser un procédé de purge selon l'état de la technique uniquement basé sur un compteur de temps et non sur les conditions de pression régnant dans la canalisation 3. Il est ainsi évité par le procédé selon la présente invention une surévaluation du temps nécessaire pour la purge. De plus, comme le critère de pression est indépendant du volume de la canalisation 3, le procédé selon la présente invention est généralisable à toutes les formes de canalisation d'un système d'injection contrairement au procédé selon l'état de la technique pour lequel un compteur de temps différent est à définir pour chaque type de canalisation. Le procédé selon l'invention comprend avantageusement une étape de transmission des mesures de pressions relevées lors des autres étapes du procédé à une unité de contrôle et de commande ainsi qu'une étape de détermination par cette unité de contrôle de la variation de pression pour laquelle la purge est considérée comme terminée. Avantageusement, un tel procédé de purge est initié, par exemple par l'unité de contrôle et de commande, à chaque arrêt du véhicule automobile et/ou quand la température extérieure est inférieure à une valeur de température prédéterminée correspondante à un risque de gel de l'agent liquide dans la canalisation. L'invention concerne aussi un système d'injection, pouvant être un système de réduction catalytique sélective SCR, qui est caractérisé en ce que la purge du système SCR est pilotée par un tel procédé, les valeurs de pression mesurées par le capteur de pression 5 étant transmises à une unité de contrôle et de commande déterminant quand la purge du système est considérée comme étant terminée par détection d'une variation de pression spécifique de la fin de purge, la détection se faisant par des moyens de comparaison de ladite unité sur des valeurs de pression relevées par le capteur de pression 5, les dimensions de l'ouverture de l'injecteur 4 et, le cas échéant, de l'ouverture de la vanne 9 d'appel d'air étant calibrées de sorte à permettre l'identification de ladite variation de pression spécifique. REVENDICATIONS1. Procédé de purge d'un système d'injection d'un agent liquide dans un ensemble, ce système comprenant un réservoir (1), une canalisation (3) reliant le réservoir (1) à l'ensemble à alimenter en agent liquide en débouchant sur l'ensemble par un injecteur (4), l'agent liquide étant entraîné du réservoir (1) vers l'ensemble à travers la canalisation (3) sous l'action d'une pompe (2), le procédé comportant l'étape d'actionnement de la pompe (2) en sens inverse de celui pour l'alimentation de l'ensemble et l'étape d'aspiration de gaz de l'extérieur dans la canalisation (3), ces étapes réalisant la purge, caractérisé en ce que la purge est considérée comme terminée dès qu'une variation de pression spécifique est détectée dans la canalisation (3) dudit système. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite variation de pression est une inflexion (I) en baisse de la pression sur la courbe de pression régnant dans la canalisation (3) consécutivement à l'étape d'aspiration. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand la purge est considérée comme terminée, il est prévu des étapes de fin d'aspiration et d'arrêt de la pompe (2). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'aspiration se fait par l'ouverture de l'injecteur (4) et/ou par l'ouverture d'une vanne d'appel (9) d'air. 5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, quand l'étape d'aspiration se fait uniquement par ouverture de l'injecteur (4), il est procédé à une étape de diagnostic de défectuosité de l'injecteur (4) par détection au début de l'étape d'aspiration d'un saut (Sa) de pression,l'injecteur (4) étant considéré comme au moins partiellement défectueux quand le saut (Sa) de pression est inférieur à une valeur prédéterminée de saut représentative d'un bon fonctionnement de l'injecteur (4). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend l'étape de transmission des mesures de pression relevées lors des étapes du procédé à une unité de contrôle et de commande et l'étape de détermination par cette unité de contrôle et de commande de la variation de pression spécifique pour laquelle la purge est considérée comme terminée. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble alimenté en agent liquide est une ligne d'échappement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile et le système d'injection d'agent liquide est un système du type réduction catalytique sélective SCR, le ou les gaz aspirés étant de l'air, des gaz d'échappement ou un mélange d'air et de gaz d'échappement. 8. Procédé selon la revendication précédente, lequel procédé est initié à chaque arrêt du véhicule automobile et/ou quand la température extérieure est inférieure à une valeur de température prédéterminée correspondante à un risque de gel de l'agent liquide dans la canalisation (3). 9. Système de réduction catalytique sélective SCR, ce système comprenant un réservoir (1), une canalisation (3) reliant le réservoir (1) à la ligne d'échappement d'un véhicule automobile pour alimenter ladite ligne en agent SCR sous l'action d'une pompe (2), la canalisation (3) débouchant par un injecteur (4) sur la ligne d'échappement, un capteur de pression (5) relevant les pressions régnant dans la canalisation (3) étant prévu, une vanne (9) d'appel d'air étant éventuellement prévue sur la canalisation (3), caractérisé en ce que lapurge du système SCR est pilotée par un procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, les valeurs de pression mesurées par le capteur de pression (5) étant transmises à une unité de contrôle et de commande déterminant quand la purge du système est considérée comme étant terminée par détection d'une variation de pression spécifique de la fin de purge, la détection se faisant par des moyens de comparaison de ladite unité des valeurs de pression relevées par le capteur de pression (5), les dimensions de l'ouverture de l'injecteur (4) et, le cas échant, de l'ouverture de la vanne (9) d'appel d'air étant calibrées de sorte à permettre l'identification de ladite variation de pression spécifique. 10.Ligne d'échappement d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un système de réduction catalytique sélective SCR selon la revendication précédente.