Brevet FR3021618A1 — publié le 20151204

POSITIONNEMENT D'UNE SONDE DE LIGNE D'ECHAPPEMENT DANS UN CHASSIS DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] L'invention porte sur le positionnement d'une sonde de ligne d'échappement dans un châssis de véhicule automobile. Cette sonde est avantageusement une sonde de mesure permettant de contrôler le bon fonctionnement d'un moyen de dépollution présent dans la ligne d'échappement du véhicule automobile. [0002] Comme moyens de dépollution présents dans la ligne d'échappement, il est possible de citer un filtre à particules, un catalyseur de réduction catalytique sélective, un catalyseur d'oxydation, chacun de ces moyens étant associé à au moins une sonde de mesure respective pour contrôler le bon fonctionnement du moyen de dépollution associé. [0003] Dans ce qui va suivre, il sera pris comme exemple une sonde de mesure associée à une réduction catalytique sélective en tant que moyen de dépollution, cette réduction étant aussi connue sous l'abréviation RCS ou SCR en anglais. Un tel moyen de dépollution fonctionne par injection dans la ligne d'échappement d'un agent de dépollution dit réducteur RCS. Ceci n'est cependant pas limitatif et la présente invention s'applique pour tout moyen de dépollution pouvant être présent dans une ligne d'échappement en étant associé à au moins une sonde de mesure. [0004] Les niveaux de polluants émis par les véhicules sont soumis à réglementation. Parmi ces polluants, les oxydes d'azote NOx sont plus particulièrement réglementés avec des normes d'émission de plus en plus contraignantes. [0005] Afin de diminuer le niveau d'émission d'oxydes d'azote, ces derniers peuvent être traités en sortie du moteur via des systèmes de post-traitement. Ainsi, le système de post-traitement des gaz d'échappement du moteur peut comprendre une réduction catalytique sélective utilisant un agent réducteur, avantageusement de l'urée ou un autre dérivé de l'ammoniac, ceci en amont d'un catalyseur de réduction. Un tel système de réduction fait appel à une sonde dite NOx pour la mesure de la teneur des oxydes d'azote dans les gaz évacués par la ligne d'échappement. [0006] II existe présentement deux types d'implantation d'une telle sonde dans la ligne d'échappement d'un véhicule automobile. 3021618 2 [0007] Le premier type d'implantation est montré à la figure 1. A cette figure, il est montré un ensemble 1 pour un châssis de véhicule avec une ligne d'échappement 2 et une sonde 6 de mesure d'un paramètre des gaz évacués par la ligne 2, cette sonde 6 étant implantée sous le plancher 2, 2a du véhicule automobile. Le plancher 2, 2a s'étend 5 en dessous du véhicule suivant un axe longitudinal audit véhicule. [0008] L'ensemble comprend aussi un tunnel 3 de passage de la ligne 4 d'échappement aménagé dans le plancher 2, 2a du véhicule en s'étendant suivant l'axe longitudinal du véhicule et un écran 5 de protection thermique destiné à être positionné le long de la ligne 4 d'échappement. Un tel tunnel 3 sépare le plancher en une partie gauche 2 et une partie 10 droite 2a. [0009] La sonde 6 de mesure est associée à un boîtier 7 en étant placée dans l'écran 5 de protection avec au moins une portion de la sonde 6 pénétrant dans la ligne 4 d'échappement. Un faisceau 8 relie la sonde 6 à son boîtier 7 disposé à l'extérieur de l'écran 5. 15 [0010] Dans ce premier type selon l'état de la technique, le boîtier 7 est implanté contre la face inférieure du plancher 2, 2a faisant face à la route. A la figure 1, c'est sous la partie droite 2a du plancher mais cela peut être fait en alternative sous la partie gauche 2 du plancher. Le faisceau 8 partant de la sonde 6 de mesure passe contourne l'écran 5 thermique en passant en dessous de cet écran 5. 20 [0011] Une portion du faisceau 8 après le passage sous l'écran 5 se trouve donc entre le plancher 2, 2a et la garde au sol symbolisée par la ligne référencée G. Le risque est que cette portion du faisceau 8 peut pendre sous le plancher 2, 2a vers le sol. Cette portion du faisceau 8 a donc tendance à pendre sous le véhicule automobile par gravité et risque d'être arrachée suite à la collision avec des obstacles se trouvant sur le passage du 25 véhicule automobile. [0012] Divers artifices permettent de maintenir le faisceau 8 pour éviter qu'il pende sous le véhicule automobile. A la figure 1, il est par exemple utilisé des éléments de fixation 15 pour maintenir la portion du faisceau 8 contre la partie inférieure de l'écran 5. [0013] Le second type d'implantation d'une sonde de mesure dans la ligne 30 d'échappement d'un véhicule automobile selon l'état de la technique est montré à la figure 2. Ce second type reprend tous les caractéristiques du premier avec la différence que dans ce second type le boîtier 7 est implanté dans le tunnel 3, avantageusement en étant 3021618 3 fixé contre la face externe de l'écran 5, donc en étant intercalé entre le tunnel 3 et l'écran 5 latéralement à l'écran 5. Dans ce second type le passage du faisceau se fait en dessous de l'écran 5 comme pour le premier type, ceci par contournement de l'écran 5 par le bas. [0014] Un tel type d'implantation de la sonde 6 et de son boîtier 7 est notamment illustré 5 par le document FR-A-2 997 656. Le même problème de maintien de la portion du faisceau 8 s'étendant entre sa sortie en dessous de l'écran 5 et le boîtier 7 subsiste. Pour maintenir cette portion du faisceau 8, il est prévu des agrafes ou un ou des éléments de fixation 15. [0015] Cependant, dans les deux types d'implantation et malgré les interfaces de 10 bridage de la portion pendante du faisceau 8, cette portion peut dépasser parfois sous le plancher 2, 2a du véhicule d'une longueur inacceptable. Cette impossibilité d'empêcher la portion de pendre est due notamment à des dispersions de fabrication, des contraintes internes au faisceau, par exemple la raideur des fils dans la gaine, une gaine souple, etc.., au facteur humain comme par exemple un mauvais montage ou aux contraintes 15 mécaniques, notamment à un faisceau exposé au gravillonnage, au passage d'un gué, etc. [0016] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de réaliser une implantation, dans un ensemble de châssis de véhicule, du boîtier et de sa sonde de mesure d'un paramètre des gaz d'échappement dans une ligne d'échappement de 20 véhicule qui évite que le faisceau reliant la sonde au boîtier ne pende sous le véhicule. [0017] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un ensemble pour châssis de véhicule automobile comprenant : un plancher de véhicule destiné à s'étendre en dessous du véhicule suivant un axe longitudinal audit véhicule, 25 un tunnel de passage d'une ligne d'échappement aménagé dans le plancher du véhicule en s'étendant suivant l'axe longitudinal du véhicule, un écran de protection thermique destiné à être positionné le long de la ligne d'échappement et une sonde de mesure associée à un boîtier, la sonde de mesure étant placée dans 30 l'écran de protection avec au moins une portion de la sonde pénétrant dans la ligne d'échappement, un faisceau reliant la sonde à son boîtier disposé à l'extérieur de l'écran, caractérisé en ce que le faisceau traverse l'écran par une ouverture pratiquée dans l'écran se trouvant à l'intérieur du tunnel. 3021618 4 [0018] L'effet technique est d'obtenir de manière simple un positionnement du faisceau entre sonde de mesure et boîtier qui ne puisse pas pendre en dessous du véhicule automobile. 5 [0019] Avantageusement, l'ouverture se trouve à la face supérieure de l'écran, qui se trouve notamment être la plus interne au tunnel. [0020] Il est à comprendre dans l'ensemble du présent texte des indications spatiales du type « inférieur » ou « supérieur » comme des indications de positionnement des composants en question dans un véhicule posé sur un plan horizontal à l'arrêt. 10 [0021] Avantageusement, l'ouverture occupe au voisinage de la sonde la totalité de la largeur de la face supérieure de l'écran. [0022] Avantageusement, le boîtier est disposé sous le plancher en étant fixé par un support contre la face inférieure du plancher. [0023] Avantageusement, le boîtier est disposé dans le tunnel en étant fixé par un 15 support contre une portion du pourtour externe de l'écran. [0024] Avantageusement, le support comporte une partie centrale ayant une section sensiblement en forme de U inversé et deux bras s'étendant de part et d'autre de la partie centrale pour son positionnement contre une portion du pourtour externe de l'écran. [0025] Avantageusement, la partie centrale est en appui contre l'écran, une portion 20 intermédiaire du faisceau étant retenue par une bride entre la partie centrale et l'écran. [0026] Avantageusement, la sonde est une sonde de mesure dite NOx apte à mesurer la teneur des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement, une sonde lambda apte à mesurer la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement, une sonde apte à mesurer la teneur en particules dans les gaz d'échappement ou une sonde de température apte à 25 mesurer la température des gaz d'échappement. [0027] Avantageusement, la ligne d'échappement du véhicule automobile présente des moyens de dépollution des gaz d'échappement comprenant un ou plusieurs éléments parmi un filtre à particules, un catalyseur de réduction catalytique sélective, un catalyseur d'oxydation, le ou les éléments étant associés à au moins une sonde respective. 3021618 5 [0028] Avantageusement, la sonde est une sonde NOx associée au catalyseur de réduction catalytique sélective faisant partie d'un système de réduction catalytique sélective à réducteur liquide, le système comprenant une réserve de liquide réducteur et un injecteur pour l'introduction de réducteur liquide dans la ligne d'échappement en amont 5 du catalyseur de réduction, ledit système comprenant aussi un calculateur pour la détermination de quantités cibles de réducteur liquide à injecter dans la ligne d'échappement en relation avec le fonctionnement du moteur, le contrôle du fonctionnement du système étant réalisé par ladite sonde. [0029] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront 10 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'une coupe transversale d'un ensemble de châssis de véhicule automobile avec un positionnement d'une sonde de mesure selon un premier mode de réalisation connu de l'état de la technique, 15 - la figure 2 est une représentation schématique d'une coupe transversale d'un ensemble de châssis de véhicule automobile avec un positionnement d'une sonde de mesure selon un second mode de réalisation connu de l'état de la technique, - la figure 3 est une représentation schématique d'une coupe transversale d'un ensemble de châssis de véhicule automobile avec un positionnement d'une sonde de 20 mesure selon un premier mode de réalisation conforme à la présente invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un ensemble de châssis de véhicule automobile avec un positionnement d'une sonde de mesure selon un deuxième mode de réalisation conforme à la présente invention. 25 [0030] Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites dans la partie introductive de la présente demande. [0031] En se référant aux figures 3 et 4, la présente invention concerne un ensemble 1 pour châssis de véhicule automobile avec un passage du faisceau 8 reliant une sonde de mesure 6 et son boîtier 7 empêchant le faisceau de pendre sous le véhicule automobile. 30 [0032] L'ensemble 1 reprend les caractéristiques suivantes connues de l'état de la technique en comprenant : - un plancher 2, 2a de véhicule destiné à s'étendre en dessous du véhicule suivant un axe longitudinal audit véhicule, 3021618 6 un tunnel 3 de passage d'une ligne 4 d'échappement aménagé dans le plancher 2, 2a du véhicule en s'étendant suivant l'axe longitudinal du véhicule, un écran 5 de protection thermique destiné à être positionné le long de la ligne 4 d'échappement, et 5 une sonde 6 de mesure associée à un boîtier 7, la sonde 6 de mesure étant placée dans l'écran 5 de protection avec au moins une portion de la sonde 6 pénétrant dans la ligne 4 d'échappement, un faisceau 8 reliant la sonde 6 à son boîtier 7 disposé à l'extérieur de l'écran 5. [0033] L'ensemble 1 est caractérisé en ce que le faisceau 8 traverse l'écran 5 par une 10 ouverture 9 pratiquée dans l'écran 5 se trouvant à l'intérieur du tunnel 3 et non passant en dessous de l'écran 5 comme montré dans les deux modes de réalisation selon l'état de la technique le plus proche. Selon cet état de la technique, le faisceau contourne l'écran 5 et ne sort pas de l'écran 5 dans le tunnel 3 mais en dehors du tunnel 3. [0034] Avantageusement, l'ouverture 9 pratiquée dans l'écran 5 se trouve à la face 15 supérieure 5a de l'écran 5 en étant la plus interne au tunnel 3. C'est la face 5a de l'écran 5 qui se trouve opposée au sol sur lequel roule le véhicule automobile et donc aussi à la garde au sol symbolisée par la ligne G. Il y a donc moins de risque dans cette configuration préférentielle que le faisceau 8 ne pende. [0035] L'ouverture 9 comprend au moins une dimension correspondant au diamètre ou à 20 la largeur du faisceau 8 pour permettre sa sortie hors de l'écran 5. Cette ouverture 9 n'est cependant pas obligatoirement circulaire comme montré à la figure 4 et peut être plus grande que le diamètre ou la largeur du faisceau 8. Cette ouverture peut être par exemple rectangulaire comme montré à la figure 3. [0036] Avantageusement, l'ouverture 9 occupe au voisinage de la sonde 6 la totalité de 25 la largeur de la face supérieure 5a de l'écran 5. Dans ce cas, l'ouverture 9 s'étend sur toute une portion de la face supérieure 5a de l'écran 5 se trouvant au-dessous ou au voisinage de la sonde 6 de mesure. [0037] La sonde 6 de mesure utilisée peut être une sonde de mesure dite NOx apte à mesurer la teneur des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement, une sonde lambda 30 apte à mesurer la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement ou une sonde de température apte à mesurer la température des gaz d'échappement. Il peut y avoir 3021618 7 plusieurs sondes avec de telles implantations dans l'ensemble de châssis selon la présente invention. [0038] Ainsi, l'ensemble 1 présente au moins une sonde 6 de mesure avec une telle implantation. La ligne 4 d'échappement du véhicule automobile peut présenter des 5 moyens de dépollution des gaz d'échappement comprenant un ou plusieurs éléments parmi un filtre à particules, un catalyseur de réduction catalytique sélective, un catalyseur d'oxydation, le ou les éléments étant associés à au moins une sonde respective, cette sonde respective pouvant être implantée au non conformément à la présente invention sous condition qu'au moins une sonde 6 des sondes soit implantée conformément à la 10 présente invention. [0039] La sonde 6 de mesure avec une telle implantation conformément à la présente invention peut être une sonde associée à un système de réduction catalytique sélective à réducteur liquide, donc une sonde dite NOx apte à mesurer la teneur des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Un tel système comprend un catalyseur de réduction, une 15 réserve de liquide réducteur et un injecteur pour l'introduction de réducteur liquide dans la ligne 4 d'échappement en amont du catalyseur de réduction, ledit système comprenant aussi un calculateur pour la détermination de quantités cibles de réducteur liquide à injecter dans la ligne 4 d'échappement en relation avec le fonctionnement du moteur. [0040] La sonde 6 mesure alors les données en teneur d'oxydes d'azote dans le gaz 20 d'échappement et, par l'intermédiaire de son boîtier 7, les communique au calculateur qui effectue ainsi le contrôle du fonctionnement du système de réduction catalytique sélective. [0041] Dans le mode de réalisation montré à la figure 3, le boîtier 7 est disposé sous le plancher 2, 2a en étant fixé par un support 10a contre la face inférieure du plancher 2, 2a, 25 ici le plancher droit 2a, ce qui n'est pas limitatif. Ce support 10a peut revêtir de multiples formes comme celle d'un élément de bridage ou d'une plaque de recouvrement du boîtier 7 fixée contre la face inférieure du plancher 2, 2a. [0042] Dans le mode de réalisation montré à la figure 4, le boîtier 7 est disposé dans le tunnel 3 en étant fixé par un support 10 contre une portion du pourtour externe de l'écran 30 5. 3021618 8 [0043] Ces deux types d'implantation étaient montrés par l'état de la technique, avec la différence notoire que dans ces deux types d'implantation selon l'état de la technique, le faisceau 8 ne traversait pas l'écran 5 thermique mais passait en dessous de l'écran 5. [0044] A la figure 4, le support 10 comporte une partie centrale 11 ayant une section 5 sensiblement en forme de U inversé et deux bras 12, 12a s'étendant de part et d'autre de la partie centrale 11 pour son positionnement contre une portion du pourtour externe de l'écran 5 sur lequel écran 5 la partie centrale 11 repose. [0045] La partie centrale 11 peut être donc avantageusement en appui contre l'écran 5, plus précisément sur sa face supérieure 5a. Cette partie centrale 11 comprend une bride 10 13 qui retient une portion intermédiaire du faisceau 8, la portion intermédiaire du faisceau 8 étant intercalée entre la bride 13 de la partie centrale 11 et l'écran 5. [0046] A la figure 4, le boîtier 7 est sous la forme d'un connecteur 14 raccordé à un connecteur de forme complémentaire 14a qui reçoit les informations relevées par la sonde 6 de mesure, par exemple la teneur d'un composant dans le gaz d'échappement et les 15 transmet à un calculateur qui vérifie si la dépollution spécifique effectuée dans la ligne 4 d'échappement fonctionne bien. [0047] Un support similaire avec partie centrale et bras peut aussi être envisagé pour le support 10a schématisé à la figure 3 avec le boîtier 7 disposé sous le plancher 2, 2a en étant fixé contre la face inférieure du plancher 2, 2a.Un des avantages obtenus par la 20 présente invention est d'empêcher le faisceau 8 de pendre sous le véhicule sans nécessiter l'utilisation d'éléments auxiliaires de maintien du faisceau. Ceci se traduit par un gain de prix du fait de l'économie d'artifices de fixation, par exemple une goulotte, un support en tôle ou des agrafes ainsi qu'une facilité de montage du fait qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser ces artifices de fixation et de les mettre en place. 25 [0048] Ceci a des conséquences ergonomiques du fait de la réduction du nombre de fixations sous caisse du véhicule faites par un opérateur en requérant un montage « bras en l'air », ce qui diminue la fatigue musculaire de l'opérateur et la pénibilité de son travail. [0049] Un tel passage à travers l'écran du faisceau entre sonde de mesure et boîtier 30 s'avère très fiable et résistant aux efforts que la marche du véhicule engendre sur le faisceau. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. REVENDICATIONS1. Ensemble (1) pour châssis de véhicule automobile comprenant : un plancher (2, 2a) de véhicule destiné à s'étendre en dessous du véhicule suivant un axe longitudinal audit véhicule, un tunnel (3) de passage d'une ligne (4) d'échappement aménagé dans le plancher (2, 2a) du véhicule en s'étendant suivant l'axe longitudinal du véhicule, un écran (5) de protection thermique destiné à être positionné le long de la ligne (4) d'échappement et une sonde (6) de mesure associée à un boîtier (7), la sonde (6) de mesure étant placée dans l'écran (5) de protection avec au moins une portion de la sonde (6) pénétrant dans la ligne (4) d'échappement, un faisceau (8) reliant la sonde (6) à son boîtier (7) disposé à l'extérieur de l'écran (5), caractérisé en ce que le faisceau (8) traverse l'écran (5) par une ouverture (9) pratiquée dans l'écran (5) se trouvant à l'intérieur du tunnel (3). 2. Ensemble (1) selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture (9) se trouve à la face supérieure (5a) de l'écran (5) qui se trouve notamment être la plus interne au tunnel (3). 3. Ensemble (1) selon la revendication 2, dans lequel l'ouverture (9) occupe au voisinage de la sonde (6) la totalité de la largeur de la face supérieure (5a) de l'écran (5). 4. Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le boîtier (7) est disposé sous le plancher (2, 2a) en étant fixé par un support (10a) contre la face inférieure du plancher (2, 2a). 5. Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le boîtier (7) est disposé dans le tunnel (3) en étant fixé par un support (10) contre une portion du pourtour externe de l'écran (5). 6. Ensemble (1) selon la revendication 5, dans lequel le support (10) comporte une partie centrale (11) ayant une section sensiblement en forme de U inversé et deux bras (12, 12a) s'étendant de part et d'autre de la partie centrale (11) pour son positionnement contre une portion du pourtour externe de l'écran (5). 3021618 10 7. Ensemble (1) selon la revendication 6, dans lequel la partie centrale (11) est en appui contre l'écran (5), une portion intermédiaire du faisceau (8) étant retenue par une bride (13) entre la partie centrale (11) et l'écran (5). 8. Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la 5 sonde (6) est une sonde de mesure dite NOx apte à mesurer la teneur des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement, une sonde lambda apte à mesurer la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement, une sonde apte à mesurer la teneur en particules dans les gaz d'échappement ou une sonde de température apte à mesurer la température des gaz d'échappement. 10 9. Ensemble (1) avec au moins une sonde (6) selon la revendication 8, dans lequel la ligne (4) d'échappement du véhicule automobile présente des moyens de dépollution des gaz d'échappement comprenant un ou plusieurs éléments parmi un filtre à particules, un catalyseur de réduction catalytique sélective, un catalyseur d'oxydation, le ou les éléments étant associés à au moins une sonde respective. 15 10. Ensemble (1) selon la revendication 9, dans lequel la sonde (6) est une sonde NOx associée au catalyseur de réduction catalytique sélective faisant partie d'un système de réduction catalytique sélective à réducteur liquide, le système comprenant une réserve de liquide réducteur et un injecteur pour l'introduction de réducteur liquide dans la ligne (4) d'échappement en amont du catalyseur de réduction, ledit système 20 comprenant aussi un calculateur pour la détermination de quantités cibles de réducteur liquide à injecter dans la ligne (4) d'échappement en relation avec le fonctionnement du moteur, le contrôle du fonctionnement du système étant réalisé par ladite sonde (6).