Brevet FR3018851A1 — publié le 20150925

PROCEDE DE DETECTION D'UN DEGEL D'UN AGENT REDUCTEUR. [0001] L'invention porte sur un procédé de détection d'un dégel d'un agent réducteur contenu à l'intérieur d'un réservoir équipant un véhicule automobile, le procédé de détection comprenant une étape de mise en pression d'une ligne d'injection, l'étape de mise en pression comprenant une étape de délivrance de l'agent réducteur à l'intérieur d'une ligne d'échappement par l'intermédiaire d'un injecteur. [0002] Le document FR 2 983 237 décrit un procédé d'optimisation d'un temps de chauffage d'une source d'ammoniac pour la réduction d'oxydes d'azote. Plus particulièrement, ce document décrit un procédé de chauffage d'un réactif constituant la source d'ammoniac, telle que de l'urée aqueuse contenue à l'intérieur d'un réservoir, qui est destiné au post-traitement de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le réservoir est équipé d'une source de chauffage du réactif, d'un capteur de température et d'un moyen de pompage. Le procédé de chauffage propose de réaliser en dessous d'un seuil de température prédéfini un premier cycle comprenant une séquence de chauffage et une mesure de la température obtenue ainsi qu'une séquence de pompage. Puis, le procédé de chauffage propose une réitération du cycle plusieurs fois si nécessaire jusqu'à ce que le pompage fonctionne. Enfin, le procédé de chauffage enregistre une température de référence mesurée pour ce dernier cycle qui a permis le pompage. [0003] Le liquide est destiné à optimiser une réaction de réduction d'oxydes d'azote contenus à l'intérieur des gaz d'échappement. La réaction de réduction se produit à l'intérieur d'un catalyseur de réduction qui est logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant le moteur à combustion interne. La réaction de réduction est optimisée à partir d'une injection du réactif à l'intérieur de la ligne d'échappement, en amont du catalyseur de réduction selon un sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement. [0004] Un problème général posé dans le domaine réside en une détection d'une fin de dégel du réactif, qu'il est souhaitable de détecter au plus tôt pour ne pas limiter une efficacité d'un dispositif de post-traitement apte à mettre en oeuvre un tel procédé de chauffage. [0005] Un procédé de la présente invention est un procédé de détection d'un dégel d'un agent réducteur contenu à l'intérieur d'un réservoir équipant un véhicule automobile. Le procédé de détection comprend une étape de mise en pression d'une ligne d'injection, l'étape de mise en pression comprenant une étape de délivrance de l'agent réducteur à l'intérieur d'une ligne d'échappement par l'intermédiaire d'un injecteur. [0006] Selon la présente invention, le procédé de détection comprend une étape de détection d'un besoin de dégel comprenant une détermination d'une zone de risque de gel qui est une zone où indifféremment une température extérieure est inférieure à une température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur et une température d'agent est inférieure à la température de changement de phase solide- liquide de l'agent réducteur. [0007] Le procédé de détection comprend avantageusement une étape de chauffe de l'agent réducteur contenu à l'intérieur du réservoir. [0008] Le procédé de détection comprend avantageusement une première étape de comparaison d'un temps de chauffe réel de l'agent réducteur avec un temps de chauffe minimum. [0009] Le procédé de détection comprend avantageusement une étape de détermination d'un dégel de l'agent réducteur. [0010] Le procédé de détection comprend avantageusement une deuxième étape de comparaison entre le temps de chauffe réel et un temps de chauffe maximum. [0011] Une ligne d'échappement de la présente invention pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de détection est caractérisée en ce que la ligne d'échappement loge un catalyseur de réduction et un injecteur d'agent réducteur, l'injecteur étant interposé entre le catalyseur de réduction et un moteur à combustion interne équipant la ligne d'échappement. [0012] Un moteur de la présente invention est un moteur à combustion interne équipé d'une telle ligne d'échappement. [0013] Un véhicule automobile de la présente invention est un véhicule automobile équipé d'un tel moteur à combustion interne. [0014] Le véhicule automobile est avantageusement équipé du réservoir logeant un capteur de température pour mesurer la température d'agent et d'une sonde de température pour mesurer la température extérieure. [0015] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : [0016] La figure 1 est une vue schématique d'une ligne d'échappement de la présente invention. [0017] La figure 2 est une vue schématique d'un procédé de détection de la présente invention qui est mise en oeuvre sur la ligne d'échappement représenté sur la figure précédente. [0018] La figure 3 est une vue schématique d'une des phases du préocéde illustré sur la figure 2. [0019] Sur la figure 1, un moteur à combustion interne 1 équipe un véhicule automobile pour pourvoir à son déplacement. Le moteur à combustion interne 1 est préférentiellement un moteur de type Diesel. Le moteur à combustion interne 1 est équipé d'une ligne d'échappement 2 qui canalise une circulation de gaz d'échappement 3 produits par le moteur à combustion interne 1. La ligne d'échappement 2 véhicule les gaz d'échappement 3 depuis le moteur à combustion interne 1 vers un environnement extérieur 4 au véhicule automobile. Les gaz d'échappement 3 contiennent des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone et des hydrocarbures imbrûlés qu'il est préférable de retenir préalablement à leur rejet vers l'environnement extérieur 4. A cet effet, la ligne d'échappement 2 loge un catalyseur de réduction 5 à l'intérieur duquel les oxydes d'azote sont réduits préalablement à leur évacuation vers l'environnement extérieur 4. [0020] Pour optimiser la réaction de réduction des oxydes d'azote à l'intérieur du catalyseur de réduction 5, un injecteur 6 d'un agent réducteur 7 est disposé sur la ligne d'échappement 2 entre le moteur à combustion interne 1 et le catalyseur de réduction 5. L'agent réducteur 7 comprend par exemple de l'ammoniac et/ou un précurseur de l'ammoniac, tel que l'urée. L'agent réducteur 7 est contenu à l'intérieur d'au moins un réservoir 8, qui est relié à l'injecteur 6 par l'intermédiaire d'une ligne d'injection 9. Le réservoir 8 loge une pompe 10 pour faire circuler l'agent réducteur 7 depuis le réservoir 8 vers l'injecteur 6. Le réservoir 8 loge également un élément de chauffe 11 pour réchauffer l'agent réducteur 7 en période froide et éviter que celui-ci ne gèle ou bien pour le dégeler lorsque l'agent réducteur 7 est gelé. L'élément de chauffe 11 est indifféremment apte à réchauffer l'agent réducteur 7 contenu à l'intérieur du réservoir 8 et/ou de la ligne d'injection 9. L'élément de chauffe 11 comprend par exemple une résistance électrique ou analogue. Le réservoir 8 loge également un capteur de température 12 pour mesurer une température d'agent e de l'agent réducteur 7. Le réservoir 8 loge enfin une jauge 13 pour mesurer un niveau d'agent réducteur 7 contenu à l'intérieur du réservoir 8. [0021] La présente invention vise à proposer un procédé de détection P d'un dégel de l'agent réducteur 7, un tel procédé, illustré sur la figure 2, permettant une telle détection au plus tôt. [0022] Le procédé de détection P comprend une étape de démarrage 100 du véhicule automobile. [0023] Le procédé de détection P comprend ensuite une étape de détection d'un besoin de dégel 101. L'étape de de détection d'un besoin de dégel 101 est notamment réalisée à partir de la température d'agent e mesurée par le capteur de température 12 et d'une température extérieure eext mesurée par une sonde externe de température, placée hors du véhicule automobile. [0024] Plus particulièrement, l'étape de détection d'un besoin de dégel 101 comprend une première phase P1 qui est représentée sur la figure 3. Sur la figure 3, l'axe des abscisses représente la température extérieure eext mesurée tandis que l'axe des ordonnées représente la température d'agent e mesurée. Une première droite D1 qui représente une température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7. Une deuxième droite D2 représente une température sécurisée de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7. La première droite D1 et la deuxième droite D2 sont distantes l'une de l'autre d'un premier espacement El . Le premier espacement El représente une incertitude sur la donnée transmise par la sonde de température et/ou d'un estimateur en relation avec cette dernière. Le premier espacement El comprend aussi une incertitude relative à un vieillissement de l'agent réducteur 7. Une troisième droite D3 représente la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7. Une quatrième droite D4 représente la température sécurisée de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7. La troisième droite D3 et la quatrième droite D4 sont distantes l'une de l'autre d'un deuxième espacement E2. Le deuxième espacement E2 représente une incertitude sur la donnée transmise par le capteur de température 12 et/ou d'un estimateur de cette dernière. Le deuxième espacement E2 comprend aussi une incertitude relative à un vieillissement de l'agent réducteur 7. [0025] Il est remarquable à ce stade de la description que la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7 est susceptible de subir une première dérive due à une précision relative du capteur de température 12 et/ou au vieillissement de l'agent réducteur 7. D'autre part, la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7 est susceptible de subir une deuxième dérive due à un temps nécessaire pour que l'agent réducteur 7 change de phase sur un volume d'agent réducteur 7 suffisant pour mettre en pression la ligne d'injection 9. [0026] Il en découle une nécessité de prendre en compte un paramètre qui est une température de l'agent réducteur 7 avant un commencement du chauffage de ce dernier, notamment si une phase de dégel n'a pas été terminée pendant une séquence de roulage du véhicule automobile qui a précédé et qu'un temps d'arrêt du véhicule automobile a été court. Suivant les architectures hydrauliques de la ligne d'injection 9 et des choix techniques en terme de capteur de température 12 et de sonde de température, il s'agit de déterminer la phase dans laquelle se trouve l'agent réducteur 7. [0027] Il résulte de ces dispositions qu'une zone de risque de gel ZR est une zone où la température extérieure eext est inférieure à la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7 et où la température d'agent e est inférieure à la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur 7. [0028] Si la réponse est OUI à la question relative au besoin de dégel, le procédé de détection P comprend une étape de chauffe 102 de l'agent réducteur 7 contenu à l'intérieur du réservoir 8. L'étape de chauffe 102 est par exemple réalisé à partir de la mise en oeuvre de l'élément de chauffe 11. [0029] Le procédé de détection P comprend ensuite une première étape de comparaison 103 d'un temps de chauffe réel T de l'agent réducteur 7 avec un temps de chauffe minimum Tmin. [0030] L'étape de chauffe 102 et la première étape de comparaison 103 forment conjointement et au moins partiellement une séquence de dégel de la ligne d'injection 9 et du réservoir 8 sur hypothèse au moins du gel du réservoir 8. Il en résulte que le temps de chauffe minimum Tmin correspond à un temps maximum pris entre un temps de chauffage de la ligne d'injection 9 et un temps maximum de chauffage du réservoir 8. Toutefois, le temps de chauffage minimum Tmin est susceptible d'être plus long, soit pour des raisons de dispersion de taille de pièces constitutives du réservoir 8 et/ou de la ligne d'injection 9, voire pour des raisons de conditions initiales de ces pièces, voire encore pour des raisons liées à la vie du véhicule automobile. A titre d'exemple non limitatif, de telles raisons comprennent notamment des caractéristiques d'uniformité du gel, des caractéristiques de dispersion des capacités de l'élément de chauffe 11, des caractéristiques de dispersion de la température d'agent e mesurée par le capteur de température 12, des caractéristiques de vieillissement de l'agent réducteur 7, d'une température des gaz d'échappement 3, d'une quantité d'agent réducteur 7 contenue à l'intérieur du réservoir 8, d'une vitesse du véhicule automobile et enfin d'un allongement d'une durée de chauffe du réservoir 8. [0031] Si le temps de chauffe réel T est strictement supérieur au temps de chauffe minimum Tmin, le procédé de détection P comprend une étape de détermination 104 d'un dégel de l'agent réducteur 7. L'étape de détermination 104 est par exemple réalisée à partir d'une mise en oeuvre du capteur de température 12. [0032] Si la réponse est OUI à la question relative au dégel, le procédé de détection P comprend une deuxième étape de comparaison 105 entre le temps de chauffe réel T et un temps de chauffe maximum Tmax. La deuxième étape de comparaison 105 comprend éventuellement aussi une étape de vérification 106 d'un état de marche de la pompe 10. [0033] L'étape de détermination 104 et la deuxième étape de comparaison 105 constituent conjointement et au moins partiellement une séquence de vérification d'un volume d'agent réducteur 7 qui est susceptible d'être puisée à l'intérieur du réservoir 8. [0034] A partir du moment où cette séquence est enclenchée, la séquence peut prendre plusieurs formes en fonction d'une architecture hydraulique du réservoir 8 et de la ligne d'injection 9 et d'un positionnement du capteur de température 12 et de la sonde de température. [0035] Selon une première hypothèse, au moins une tentative d'activation de la pompe 10 est effectuée pour atteindre une certaine pression, une telle tentative étant renouvelée périodiquement en fonction des conditions extérieures de température. [0036] Selon une deuxième hypothèse, au moins une tentative d'activation de la pompe 10 est effectuée pour atteindre un débit de pompe minimum, une telle tentative étant renouvelée périodiquement en fonction des conditions extérieures. [0037] Selon une troisième hypothèse, au moins une tentative de positionnement d'une mesure de température (ou de conductivité) est effectuée de manière à identifier une poche d'agent réducteur 7 non gelé. [0038] Selon une quatrième hypothèse, une élaboration d'un modèle de dégel numérique est effectuée en fonction des conditions initiales, de la puissance et de la durée de chauffe. [0039] Dès qu'une de ces hypothèses est choisie, une stratégie détecte un volume puisable suffisant d'agent réducteur 7 de manière confirmée, le système retrouve son fonctionnement nominal, en commençant notamment par l'étape de mise en pression 106. Si cette stratégie ne détecte jamais de volume suffisant, l'étape de mise en pression 106 est tout de même tentée. En cas d'échec, le système est déclaré défaillant. [0040] Si la réponse est OUI à la question relative à la deuxième comparaison, le procédé de détection P comprend une étape de de mise en pression 106 de la ligne d'injection 9. L'étape de mise en pression comprend une étape de délivrance de l'agent réducteur 7 à l'intérieur de la ligne d'échappement 2 par l'intermédiaire de l'injecteur 6. [0041] Si la réponse est NON à la question relative à la deuxième comparaison, le procédé de détection P comprend à nouveau l'étape de détermination 104. [0042] Si le temps de chauffe réel T est inférieur ou égal au temps de chauffe minimum Tmin, le procédé de détection P comprend à nouveau l'étape de chauffe 102 de l'agent réducteur 7 contenu à l'intérieur du réservoir 8. [0043] Si la réponse est NON à la question relative au besoin de dégel, le procédé de détection P comprend l'étape de mise en pression 106 de la ligne d'injection 9. REVENDICATIONS1. Procédé de détection (P) d'un dégel d'un agent réducteur (7) contenu à l'intérieur d'un réservoir (8) équipant un véhicule automobile, le procédé de détection (P) comprenant une étape de mise en pression (106) d'une ligne d'injection (9), l'étape de mise en pression (106) comprenant une étape de délivrance de l'agent réducteur (7) à l'intérieur d'une ligne d'échappement (2) par l'intermédiaire d'un injecteur (6), caractérisé en ce que le procédé de détection (P) comprend une étape de détection d'un besoin de dégel (101) comprenant une détermination d'une zone de risque de gel (ZR) qui est une zone où indifféremment une température extérieure (eext) est inférieure à une température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur (7) et une température d'agent (e) est inférieure à la température de changement de phase solide-liquide de l'agent réducteur (7). 2. Procédé de détection (P) d'un dégel d'un agent réducteur (7) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le procédé de détection (P) comprend une étape de chauffe (102) de l'agent réducteur (7) contenu à l'intérieur du réservoir (8). 3. Procédé de détection (P) d'un dégel d'un agent réducteur (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de détection (P) comprend une première étape de comparaison (103) d'un temps de chauffe réel (T) de l'agent réducteur (7) avec un temps de chauffe minimum (Tmin). 4. Procédé de détection (P) d'un dégel d'un agent réducteur (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de détection (P) comprend une étape de détermination (104) d'un dégel de l'agent réducteur (7). 5. Procédé de détection (P) d'un dégel d'un agent réducteur (7) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le procédé de détection (P) comprend une deuxième étape de comparaison (105) entre le temps de chauffe réel (T) et un temps de chauffe maximum (Tmax). 6. Ligne d'échappement (2) pour la mise en oeuvre d'un procédé de détection (P) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ligne d'échappement (2) loge un catalyseur de réduction (5) et un injecteur (6) d'agent réducteur (7), l'injecteur (6) étant interposé entre le catalyseur de réduction (7) et un moteur à combustion interne (1) équipant la ligne d'échappement (2). 7. Moteur à combustion interne (1) équipé d'une ligne d'échappement (2) selon la revendication 6. 8. Véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 7. 9. Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisée en ce que le véhicule automobile est équipé du réservoir (8) logeant un capteur de température (12) pour mesurer la température d'agent (e) et d'une sonde de température pour mesurer la température extérieure (eext).