Brevet FR2983903A1 — publié le 20130614

PROCEDES DE DETECTION ET DE SUPPRESSON D'UN BOUCHON DANS UN DISPOSITIF DE REDUCTION CATALYTIQUE SELECTIVE, SYSTEME ET VEHICULE AUTOMOMBILE CORRESPONDANTS pool La présente invention concerne un procédé de détection et un procédé de suppression d'un bouchon dans une conduite d'alimentation en urée liquide d'un dispositif de réduction catalytique sélective d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. L'invention se rapporte également à un système d'alimentation en urée liquide pour un dispositif de réduction catalytique sélective. L'invention se rapporte en outre à un véhicule automobile comprenant une ligne d'échappement munie d'un dispositif de réduction catalytique sélective ayant un tel système d'alimentation en urée liquide. [0002] Un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile est associé à une ligne d'échappement. La ligne d'échappement peut contenir un ou plusieurs organes de traitement. Ces organes de traitement sont destinés à réduire les émissions polluantes produites lors de la combustion du carburant dans le moteur à combustion interne. Ces émissions polluantes sont principalement composées d'hydrocarbures, de monoxyde de carbone, de particules et d'oxydes d'azotes, pouvant également prendre la dénomination de NOx. [0003] L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles à moteur à combustion interne, notamment de type diesel, équipé d'un organe de traitement des NOx de type dispositif de réduction catalytique sélective, appelé dispositif SCR. Le traitement des NOx est réalisé par l'injection d'un réducteur dans la ligne d'échappement. Ce réducteur est acheminé vers l'injecteur à travers une conduite d'alimentation grâce à un module jauge pompe situé par exemple dans le coffre du véhicule automobile. Ce module a aussi pour rôle de maintenir le liquide sous pression. Le réducteur peut être sous forme gazeuse ou liquide suivant les technologies employées. Sous forme liquide, le réducteur est généralement de l'urée liquide tel que de l'urée liquide diluée, notamment connu sous le nom commercial d'Adblue®. [0004] Tel qu'illustré sur la figure 1, un dispositif SCR conventionnel comprend un réservoir d'urée liquide 20 muni d'une conduite d'alimentation 24 permettant de mettre en communication de fluide le réservoir d'urée liquide 20 avec la ligne d'échappement du véhicule automobile (non représentée). La conduite d'alimentation 24 est munie d'une pompe 22, d'un capteur de pression 30 en aval de la pompe 22, et d'un injecteur 26 en aval du capteur de pression 30. La pompe 22 permet la mise en circulation de l'urée liquide dans la conduite d'alimentation 24. Le capteur de pression 30 permet de mesurer la pression dans la conduite d'alimentation 24. L'injecteur 26 permet l'injection de l'urée liquide dans la ligne d'échappement du véhicule automobile. [0005] Lorsque la température ambiante extérieure est basse, le réducteur SCR à base d'urée liquide peut geler dans la conduite d'alimentation 24. Pour éviter le gel de l'urée liquide, la conduite d'alimentation 24 est munie d'un dispositif de purge. Néanmoins la purge de la conduite d'alimentation n'est jamais totale. Les résidus d'urée liquide, une fois solidifiés à cause d'une température ambiante extérieure basse, deviennent des bouchons capables d'obstruer la conduite d'alimentation 24. La figure 2 illustre la présence d'un bouchon 28 dans la conduite d'alimentation 24. L'urée liquide est ainsi bloquée dans la conduite d'alimentation 24, dans la portion en amont du bouchon 28. [0006] De nombreux dispositifs proposent une détection de la présence d'un bouchon dans la conduite d'alimentation. Notamment, il est connu de détecter la présence d'un bouchon pendant la phase roulage du véhicule au moment du besoin en alimentation d'urée liquide, c'est-à-dire lorsqu'il est souhaité d'injecter du réducteur dans la ligne d'échappement. Un inconvénient majeur de cette solution connue est que si le bouchon n'a pas été détecté avant, plusieurs injections à vide ont pu être réalisées. Cela peu notamment conduire à une perte d'efficacité du SCR et/ou à un endommagement de l'injecteur, résultant en un diagnostic de défaut du système. En outre, la détection du bouchon en phase de roulage au moment d'un besoin en alimentation d'urée liquide engendre un retard dans l'alimentation en urée liquide de la ligne d'échappement. Un retard de l'alimentation en urée liquide provoque une augmentation de la quantité de NOx s'échappant du véhicule automobile du fait du manque de réactivité du système. [0007] EP 2 034 147 B1 propose la détection d'un colmatage dans système SCR après l'ouverture de l'injecteur de réducteur du système lors d'un arrêt temporaire de la pompe du système. Du fait de l'ouverture de l'injecteur et de l'arrêt de la pompe, une diminution de la pression du réducteur dans le système doit être observée. Si cette diminution de pression n'est pas suffisante, la présence de colmatage est détectée. L'inconvénient principal de ce dispositif est la nécessaire condition d'un fonctionnement préalable de l'alimentation en réducteur liquide de la conduite 24 avant de pouvoir réaliser la détection d'un colmatage. Ainsi, la détection de la présence de colmatage est réalisée lors d'un besoin en alimentation en urée liquide, créé un retard dans l'exécution de l'alimentation en urée liquide. [000s] II existe donc un besoin pour un procédé de détection d'un bouchon dans une conduite d'alimentation en urée liquide d'un dispositif SCR d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile ne présentant pas les inconvénients susnommés. [0009] Pour cela, l'invention propose un procédé de détection d'un bouchon dans une conduite d'alimentation en urée liquide d'un dispositif de réduction catalytique sélective d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, la conduite d'alimentation étant munie d'un injecteur, permettant l'injection de l'urée liquide dans la ligne d'échappement, et d'un capteur de pression, adapté à mesurer la pression dans la conduite d'alimentation, le procédé comportant les étapes consistant en : - l'ouverture de l'injecteur pendant un temps prédéterminé ; - la détection, au moyen du capteur de pression, d'une pression dans la conduite d'alimentation supérieure à une valeur de pression seuil ; - la comparaison de l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil avec une durée seuil ; - la détection d'un bouchon quand l'intervalle de temps est inférieur à la durée seuil. [0olo] Selon une variante, le procédé est mis en oeuvre au démarrage du véhicule automobile après un stationnement du véhicule. pou ] Selon une variante, la conduite d'alimentation est munie d'une pompe de circulation de l'urée liquide dans la conduite d'alimentation permettant la mise sous pression de la conduite d'alimentation. [0012] Selon une variante, le procédé comporte une étape consistant en : - la détermination de la position du bouchon dans la conduite d'alimentation à partir de la comparaison de l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil avec la durée seuil. [0013] L'invention propose en outre un procédé de suppression d'un bouchon détecté dans une conduite d'alimentation, le bouchon étant préalablement détecté par le procédé de détection précédent. [0014] Selon une variante, la conduite d'alimentation est munie d'un dispositif de chauffage, le procédé comprenant l'étape consistant en : - le chauffage de la conduite d'alimentation au moyen du dispositif de chauffage. [0015] Selon une variante,le procédé comprend en outre, les étapes consistant en : - la fermeture de l'injecteur ; - la mise en marche et l'arrêt successifs de la pompe. [0016] Selon une variante, la conduite d'alimentation est munie d'un dispositif de purge, le procédé comprenant l'étape consistant en : - la purge de la conduite d'alimentation au moyen du dispositif de purge ; - le procédé comprenant en outre, ultérieurement à la purge, une nouvelle mise en oeuvre des étapes du procédé de détection. [0017] L'invention propose encore un système d'alimentation en urée liquide d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile pour dispositif de réduction catalytique sélective, le système comprenant une conduite d'alimentation, un injecteur, un capteur de pression, le système d'alimentation comprenant un calculateur spécialement adapté pour mettre en oeuvre le procédé précédent. [ools] L'invention propose aussi un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et une ligne d'échappement des gaz du moteur, la ligne d'échappement étant munie d'un dispositif de réduction catalytique sélective ayant le système d'alimentation en urée liquide précédent. 2 9 83 903 5 [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1 et 2, des schémas structurels d'un réservoir d'urée liquide et un 5 conduit d'alimentation respectivement en l'absence et en présence d'un bouchon ; - figure 3, un chronogramme des différentes étapes selon un mode de réalisation proposé, lors de la présence d'un bouchon et lors de l'absence d'un bouchon ; - figure 4, une représentation graphique des étapes d'un mode de réalisation 10 préféré du procédé de détection de la présence d'un bouchon dans la conduite d'alimentation. [0020] L'invention se rapporte à un procédé de détection d'un bouchon dans une conduite d'alimentation en urée liquide d'un dispositif SCR d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. Dans la suite de la description, il est fait 15 référence aux figures 1 et 2 précédemment décrites pour concrétiser la référence à une conduite d'alimentation 24 en urée liquide d'un dispositif SCR. [0021] Tel qu'illustré en figure 2, le bouchon 28 à détecter peut être un bouchon comprenant de l'urée gelé. Ainsi dans le cas de l'utilisation d'urée liquide de type Adblue®, le bouchon est un bouchon d'Adblue®. Toutefois le procédé est aussi 20 applicable dans le cas d'un bouchon de tout autre type. [0022] Le procédé comprend dans une première phase, l'ouverture de l'injecteur 26. Du fait de cette étape préalable d'ouverture de l'injecteur 26, dans le cas où le procédé proposé est mis en oeuvre au démarrage du véhicule, l'air ayant purgé la conduite d'alimentation 24 peut être chassée pour laisser place au réducteur. Dans 25 une deuxième phase, l'injecteur 26 est fermé après un temps prédéterminé. [0023] Après l'ouverture de l'injecteur 26, le réducteur prenant progressivement place dans la conduite d'alimentation 24, la pression est susceptible d'augmenter dans la conduite. En effet, la pression augmente du fait de la présence d'un bouchon 28 et/ou du fait que l'injecteur s'est refermé à l'issue du temps 30 prédéterminé. [0024] Le procédé comprend alors la détection d'une pression par le capteur de pression 30 lorsque la pression dans la conduite d'alimentation 24 devient supérieure à une valeur de pression seuil. De préférence, la conduite l'alimentation 24 est munie de la pompe 22 de circulation de l'urée liquide dans la conduite d'alimentation 24 permettant la mise sous pression de la conduite d'alimentation 24. [0025] Le procédé proposé comprend ensuite la comparaison de l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur 26 de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil avec une durée seuil. Cette comparaison peut être effectuée à l'aide d'un calculateur embarqué sur le véhicule automobile. Lorsque l'intervalle de temps est inférieur à la durée seuil, la pression dans la conduite d'alimentation 24 a augmentée plus rapidement que le mode de fonctionnement nominal sans défaut qui a permis de prédéterminer la durée seuil. En conséquence, le procédé proposé comprend la détection d'un bouchon 28 quand l'intervalle de temps est inférieur à la durée seuil 42. [0026] Selon le procédé proposé, l'intervalle de temps à comparer à une durée seuil a pour point de départ l'ouverture de l'injecteur. Du fait de l'étape préalable d'ouverture de l'injecteur 26, le procédé proposé est susceptible d'être mis en oeuvre au démarrage du véhicule, l'ouverture de l'injecteur permettant d'évacuer l'air de purge de la conduite d'alimentation 24, la purge ayant été effectuée lors de la mise en stationnement du véhicule. Le procédé proposé permet donc avantageusement de résoudre l'inconvénient des procédés précédemment connus qui ne peuvent être mis en oeuvre que lors du roulage du véhicule automobile, au moment de l'injection de réducteur dans la ligne d'échappement. En effet, la détection proposée peut être réalisée de façon préventive contrairement au EP 2 034 147 B1 contraint d'avoir une conduite d'alimentation 24 déjà pleine en réducteur avant de pouvoir mettre en oeuvre la détection. [0027] Dans un mode de réalisation, le procédé proposé est alors mis en oeuvre au démarrage du véhicule automobile après un stationnement du véhicule automobile. Le procédé peut aussi être mis en oeuvre uniquement au démarrage du véhicule automobile. [0028] L'invention se rapporte aussi à un système d'alimentation en urée liquide d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. Le système d'alimentation est prévu pour un dispositif de réduction catalytique sélective des gaz d'échappements. Le système d'alimentation proposé comprend la conduite d'alimentation 24, l'injecteur 26, et le capteur de pression 30 précédemment décrits. Le système d'alimentation comporte en outre le calculateur précédemment décrit, spécialement adapté pour mettre en oeuvre du procédé précédent. L'invention se rapporte en outre à un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et une ligne d'échappement des gaz du moteur. Dans le véhicule proposé, la ligne d'échappement est avantageusement munie du dispositif de réduction catalytique sélective ayant le système d'alimentation précédent. [0029] La figure 3 représente un chronogramme des différentes étapes du procédé, lorsqu'un bouchon 28 est détecté après la fermeture de l'injecteur et lors de l'absence de détection d'un bouchon. Le chronogramme comporte un premier repère, se composant d'un premier axe 45 définissant les états de l'injecteur 26 et d'un deuxième axe 46 définissant une échelle temps. L'état d'ouverture et de fermeture de l'injecteur 26 est représenté par une première courbe 32 dans ce premier repère. Le chronogramme comporte en outre un deuxième repère composé du deuxième axe 46 et d'un troisième axe 47 définissant une échelle de pression dans la conduite 24. Des deuxième et troisième courbes 34 et 36 représentent, en fonction du temps, l'évolution de la pression dans la conduite d'alimentation 24, respectivement en présence et en l'absence du bouchon 28. [0030] Des premier et deuxième intervalles de temps 40 et 44 correspondent au temps séparant l'ouverture de l'injecteur 26 de la détection d'une pression supérieure à la valeur de pression seuil 38, correspondant respectivement aux deuxième et troisième courbes 34 et 36. Le premier intervalle de temps 40 est inférieur à la valeur de temps seuil 42, la présence d'un bouchon 28 est ainsi détectée. Inversement, le deuxième intervalle de temps 44 est supérieur à la valeur de temps seuil 42. Ceci illustre l'absence du bouchon 28 dans la conduite d'alimentation 24. [0031] Selon un cas de figure alternatif à celui décrit en référence à la figure 3, la pression dans la conduite peut dépasser la pression seuil 42 alors que l'injecteur est encore ouvert. En d'autres termes, l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil peut être plus court que l'intervalle de temps prédéterminé d'ouverture de l'injecteur. Ce cas de figure arrive en particulier lorsque la position du bouchon 28 dans la conduite est très proche du capteur de pression 30 dans la conduite d'alimentation 24. En effet le temps mis par la conduite d'alimentation 24 pour atteindre la valeur de pression seuil 38 dépend de la position du bouchon 28 dans la conduite d'alimentation 24 mais aussi de la longueur de la conduite d'alimentation 24 ou encore du débit de la pompe 22. La connaissance de ces derniers paramètres permet de déduire la position du bouchon 28 du temps mis par la conduite d'alimentation 24 pour atteindre la valeur de pression seuil 38. [0032] Ainsi selon un mode de réalisation préféré, le procédé peut déterminer la position du bouchon 28 dans la conduite d'alimentation 24. La connaissance de la position du bouchon 28 est avantageuse en ce qu'elle facilite les opérations de suppression du bouchon, dont la description des modes de réalisations préférés suit. [0033] La figure 4 représente schématiquement la mise en oeuvre par le calculateur du procédé de détection selon un mode préféré de réalisation. Une première opération 56 est réalisée pour détecter un front montant sur la première courbe 32. Un front montant sur la première courbe 32 correspond à une ouverture de l'injecteur 26. Une deuxième opération 50 est réalisée pour détecter si une première entrée 52, la pression dans la conduite d'alimentation 24, est supérieure à une première constante 48, la valeur de pression seuil 38. Une troisième opération 58 permet de calculer l'intervalle de temps séparant la détection d'un front montant sur la première courbe 32 de la détection d'une valeur supérieure de la première entrée 52 par rapport à la première constante 48. Une quatrième opération 66 permet de comparer à une deuxième constante 60, l'intervalle de temps séparant la détection d'un front montant sur la première courbe 32 de la détection d'une valeur supérieure de la première entrée 52 par rapport à la première constante 48. La deuxième constante 60 est la durée seuil 42 déterminant de la présence d'un bouchon dans la conduite d'alimentation 24, ainsi la quatrième opération 66 de comparaison de l'intervalle de temps calculé en 58 avec la constante de durée 60 permet de détecter la présence du bouchon 28 dans la conduite d'alimentation 24. Une cinquième opération 62 permet de déterminer la position du bouchon 28 en 2 983 903 9 fonction de la deuxième constante 60, d'une troisième constante 64, correspondant par exemple à la longueur totale de la conduite d'alimentation 24, et de l'intervalle de temps déterminé par la troisième opération 58. [0034] Les modes de réalisations précédents concernent la détection de la 5 présence d'un bouchon. L'invention se rapporte aussi à un procédé de suppression d'un bouchon détecté. Un tel procédé de suppression met préalablement en oeuvre le procédé proposé de détection du bouchon. Lorsque le bouchon 28 est détecté, le procédé de suppression prévoit, le retrait de celui-ci. Selon les modes de réalisation, le dispositif SCR peut comprendre un dispositif de 10 chauffage et/ou un dispositif de purge permettant respectivement le chauffage et la purge de la conduite d'alimentation 24. Lorsque le bouchon 28 est détecté, le dispositif de chauffage est mis en marche et l'injecteur 26 est fermé. La connaissance de la position du bouchon peut notamment permettre la réalisation d'un chauffage localisé de la conduite d'alimentation 24 au niveau du bouchon 28, 15 assurant ainsi sa suppression plus efficace. [0035] Ensuite, la pompe 22 est successivement mise en marche et arrêtée à plusieurs reprises, pour tenter de déloger le bouchon 28, le cas échéant pendant l'utilisation du dispositif de chauffage. À la suite de ces tentatives, le dispositif de purge est mis en marche avec l'ouverture de l'injecteur pour mettre à nouveau en 20 oeuvre les étapes du procédé de détection de la présence du bouchon 28. Si la présence du bouchon 28 est encore détectée, les opérations visant à retirer le bouchon 28 sont répétées. [0036] Dans un premier mode de réalisation du dispositif de purge, un réservoir d'air comprimé est associé à une ligne de purge munie d'une vanne. Le réservoir 25 d'air comprimé et la vanne sont tous deux ouverts pour réaliser une purge de la conduite d'alimentation 24. Dans un deuxième mode de réalisation, un interrupteur permet d'inverser le débit de la pompe 22. Les gaz d'échappement sont ainsi aspirés et permettent la purge de la conduite d'alimentation 24. Dans un troisième mode de réalisation du dispositif de purge, une vanne 4/2 voies est disposée dans 30 la conduite d'alimentation 24 en amont de la pompe 22. Lorsqu'une purge est réalisée, la vanne 4/2 modifie le sens de circulation dans la conduite d'alimentation 24, permettant ainsi aux gaz d'échappement de purger la conduite d'alimentation 24. REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'un bouchon (28) dans une conduite d'alimentation (24) en urée liquide d'un dispositif de réduction catalytique sélective d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, la conduite d'alimentation (24) étant munie d'un injecteur (26), permettant l'injection de l'urée liquide dans la ligne d'échappement, d'un capteur de pression (30), adapté à mesurer la pression dans la conduite d'alimentation (24), et d'une pompe (22) de circulation de l'urée liquide dans la conduite d'alimentation (24) permettant la mise sous pression de la conduite d'alimentation (24), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant en : - l'ouverture de l'injecteur (26) pendant un temps prédéterminé ; - la détection, au moyen du capteur de pression (30), d'une pression dans la conduite d'alimentation (24) supérieure à une valeur de pression seuil (38), le réducteur prenant progressivement place dans la conduite d'alimentation ; - la comparaison de l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur (26) de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil (38) avec une durée seuil (42) ; - la détection d'un bouchon (28) quand l'intervalle de temps est inférieur à la durée seuil (42). 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le procédé est mis en oeuvre au démarrage du véhicule automobile après un stationnement du véhicule. 3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant en : - la détermination de la position du bouchon (28) dans la conduite d'alimentation (24) à partir de la comparaison de l'intervalle de temps séparant l'ouverture de l'injecteur (26) de la détection de la pression supérieure à la valeur de pression seuil (38) avec la durée seuil (42). 4. Procédé de suppression d'un bouchon détecté dans une conduite d'alimentation, caractérisé en ce que le bouchon est préalablement détecté par le procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3. 5. Procédé de suppression selon la revendication 4, caractérisé en ce que, la conduite d'alimentation (24) est munie d'un dispositif de chauffage, le procédé comprenant l'étape consistant en : - le chauffage de la conduite d'alimentation (24) au moyen du dispositif de chauffage. 6. Procédé de suppression selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre, les étapes consistant en : - la fermeture de l'injecteur (26) ; - la mise en marche et l'arrêt successifs de la pompe (22). 7. Procédé de suppression d'un bouchon selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (24) est munie d'un dispositif de purge, le procédé comprenant l'étape consistant en : - la purge de la conduite d'alimentation (24) au moyen du dispositif de purge , le procédé comprenant en outre, ultérieurement à la purge, une nouvelle mise en oeuvre des étapes du procédé de détection. 8. Système d'alimentation en urée liquide d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile pour dispositif de réduction catalytique sélective, le système comprenant une conduite d'alimentation (24), un injecteur (26), un capteur de pression (30), le système d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur spécialement adapté pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et une ligne d'échappement des gaz du moteur, la ligne d'échappement étant munie d'un dispositif de réduction catalytique sélective, le véhicule étant caractérisé en ce que le dispositif de réduction catalytique sélective a un système d'alimentation en urée liquide selon la revendication 8.