EP2475851A1 - Dispositif et procède de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz - Google Patents

Dispositif et procède de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz

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Publication number
EP2475851A1
EP2475851A1 EP10752870A EP10752870A EP2475851A1 EP 2475851 A1 EP2475851 A1 EP 2475851A1 EP 10752870 A EP10752870 A EP 10752870A EP 10752870 A EP10752870 A EP 10752870A EP 2475851 A1 EP2475851 A1 EP 2475851A1
Authority
EP
European Patent Office
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pressure
regulator
chamber
reducer
injector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10752870A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Charial
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP2475851A1 publication Critical patent/EP2475851A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
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    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a device for regulating the injection of a quantity of gas phase reductant. There is also provided a method for carrying out this method.
  • Nitrogen oxides (NO x) from exhaust gases from internal combustion engines are associated with health problems for humans and are a key element in the formation of "smog" (pollution cloud) in the towns.
  • the legislation imposes increasing levels of rigor for their reduction and / or elimination from stationary or mobile sources.
  • a solution that has proved its effectiveness is to chemically reduce NOx by adding a reducing agent such as NH3 (ammonia) upstream of a catalyst implementing a specific catalytic selective reduction (or SCR) and thus to allow a diesel type engine to meet increasingly stringent emission levels.
  • a reducing agent such as NH3 (ammonia) upstream of a catalyst implementing a specific catalytic selective reduction (or SCR)
  • the document FR-A-2 725 245 discloses a fuel supply device for an internal combustion engine.
  • the device comprises a pump adapted to draw fuel from a tank and a pressure sensitive element in a non-bypass supply line connected to the pump outlet and adapted to control the commissioning of the pump.
  • the device further comprises a regulator regulator placed in series on the supply line without bypass connected to the outlet of the pump, upstream of the fuel utilization site.
  • EP-A-1 198 740 discloses a device for determining the flow rate of a fluid through a pressure regulator, the device comprising pressure sensors upstream and downstream of the regulator.
  • the invention provides a device for regulating the injection of a quantity of gas phase reducer comprising a reducer supply pipe, a pressure regulator in the pipe, pressure sensing members downstream of the regulator, a gearbox injector, and a computer controlling the injector according to the measured pressure.
  • the device further comprises pressure sensing elements upstream of the regulator, the downstream pressure sensing element, and possibly the upstream one, being for example a pressure sensor or a pressure sensor. pressure switch.
  • the device further comprises a temperature sensor downstream and / or upstream of the pressure regulator.
  • the regulator comprises a first reductant inlet chamber, a second reducer delivery chamber to the injector, a reducer passage between the first chamber and the second chamber, the passage being closed at above a threshold pressure in the second chamber and the passage being open below this threshold pressure, so that the pressure downstream of the regulator can be increased.
  • the passage is in a piston rod and opens into both chambers, the rod supports a piston head movable in translation in the second chamber, and a spring urges the piston head and is adapted to opening the passage when the pressure in the second chamber is below the threshold and adapted to close the passage when the pressure in the second chamber is greater than the threshold.
  • the gas phase reducer is ammonia (NH 3 ), hydrogen (H 2 ), hydrocarbons (HC).
  • the subject of the invention is also an exhaust gas post-treatment line, characterized in that it comprises one or more gas phase reductant storage tanks and the device described above, connected to the or to the tank.
  • the invention also relates to a method for controlling the injection of a quantity of gas phase reductant into such a post-exhaust gas treatment line, characterized in that it comprises the provision of reducer to the injector, the regulation of the pressure downstream of the regulator, the detection of the pressure downstream of the regulator, and the control of the opening time of the injector by the computer according to the measured pressure.
  • the method further comprises detecting the pressure upstream of the regulator, and the emission of an anomaly signal when the pressure upstream and / or downstream of the regulator is beyond or below a threshold.
  • the method further comprises detecting the pressure upstream of the regulator, and switching the supply of the reductant line between the reservoirs when the pressure detected upstream of the regulator is below a threshold.
  • the method further comprises a step of determining the temperature downstream and / or upstream of the regulator, by measurement of the temperature or using a model, the control of the opening time of the injector by the computer is also performed according to the temperature.
  • FIG. 2 a device for regulating the gearbox injection
  • the invention relates to a device and a method for controlling the injection of a quantity of gas phase reductant.
  • the device comprises a reducer supply line and a pressure regulator in the line.
  • the device also comprises pressure sensing means downstream of the regulator and a pressure reducer injector.
  • the device also comprises a computer controlling the injector according to the measured pressure. This makes it possible to control the flow rate of gas reducer with precision.
  • such an architecture makes it possible to control the flow with a reduced number of components, which reduces the cost of the assembly.
  • Figure 1 shows a vehicle 10 having a line 12 of post-treatment exhaust gas.
  • the vehicle 10 comprises a motor 14, for example of the diesel type, which is connected to the line 12.
  • the line 12 may comprise different exhaust gas treatment sites.
  • line 12 may include a denitrification site 15.
  • the DeNox denitrification site comprises a catalyst causing the reduction of NO x by reaction with ammonia injected into line 12. Other sites may be present on the line but are not represented.
  • Figure 1 also shows a device 16 for regulating the injection of a quantity of reducer in phase.
  • the device 16 allows the injection of a gas phase reducer.
  • the reducing agent is, for example, hydrogen (H 2 ) or hydrocarbons (HC).
  • the reductant may also be NH 3 ammonia used at the site 15.
  • the advantage of injecting a gearbox in the form of a gas is that it is not necessary to carry out a preliminary transformation of a liquid reductant into a gas reducer, this transformation having to take place under very particular conditions which can occur. prove difficult to achieve.
  • larger amounts of gas phase reductant may be available on board the vehicle for much less storage weight.
  • the device 1 6 is connected to one or more reservoirs 1 7 of gearbox storage.
  • the reservoir 1 7 may consist of an absorption storage of NH3 on a salt of XCI2 type.
  • the gas is released by thermal input or by a pressure drop.
  • Figure 2 shows the device 1 6 in more detail.
  • the device 1 6 comprises a conduit 18 of supply reducer.
  • Line 1 8 is connected to tank 1 7.
  • the gearbox is routed to line 1 2 through line 1 8 from tank 1 7.
  • Device 16 also includes a regulator 20 of the pressure in the line.
  • the regulator 20 makes it possible to manage the pressure of the gearbox.
  • the regulator 20 will be better described in conjunction with FIG. 3.
  • An injector 22 allows the injection of a reducer in the line 1 2.
  • the injector makes it possible to manage the flow rate of the reducer.
  • the device 1 6 makes it possible to control the injector 22 to vary the injection time of the gearbox as a function of the pressure of the gearbox in the line 1 8. This makes it possible to control the flow rate of the gas reducer with precision and therefore of reduce NOx.
  • the injector 22 is for example a needle injector or a membrane injector, known per se.
  • the regulator 20 makes it possible to wear the reducer at a pressure suitable for injection into the line 1 2.
  • the regulator 20 can reduce the pressure according to the state of the latter. Indeed, the injector 22 preferably operating at a fixed pressure, and the pressure of the reducer being likely to be very fluctuating due to its gaseous state, the regulator 20 makes it possible to regulate the pressure upstream of the injector 22.
  • the pressure at the outlet of the tank 1 7 may vary from 0 to 300 bar, or more generally from 0.1 bar to 30 bar, the regulator makes it possible to stabilize the pressure upstream of injector 22.
  • the device thus makes it possible to use the regulation of the coupled pressure at an opening time of the injector to define the amount of gas passed.
  • FIG 3 shows an embodiment of the controller 20.
  • the controller is based on a mechanical principle.
  • the regulator 20 makes it possible to increase the pressure downstream of the regulator if the pressure is below an injection threshold pressure in line 1 2. This makes it possible to ensure that the pressure of the gearbox is sufficient for a suitable injection, and for a suitable reduction of the species toxic in the exhaust.
  • the regulator may comprise a first inlet chamber 32 of the gearbox via a pipe 34 connected to the conduit 1 8.
  • the regulator 20 further comprises a second gearing reducer chamber 36 to the injector 22 via a pipe 38 connected to the conduit 1 8.
  • the pressure of the gearbox penetrating the first chamber is at high pressure and the pressure of the reducer leaving the second chamber is at low pressure.
  • the conduit comprises a passage 40 of the reducer between the first chamber 32 and the second chamber 36.
  • the passage 40 is closed when the pressure in the second chamber 36 is above a predetermined threshold.
  • the passage 40 is open when the pressure in the second chamber 36 is below the predetermined threshold.
  • the passage 40 is in a piston rod 42 and opens into the two chambers 32 and 36.
  • the passage 40 is a routing channel allowing the reducer to circulate from one room to another.
  • the rod 42 extends from one chamber to the other through a wall 43 of the regulator separating the two chambers.
  • the rod 42 supports a piston head 44.
  • the head 44 is movable in translation in the second chamber 36.
  • a spring 46 biases the head 44 of the piston in translation in the second chamber 36.
  • the spring 46 is for example maintained in compression between the head 44 of the piston and the wall 43.
  • the spring 46 urges the head 44 towards the pipe 38. This allows to release the orifice of the second chamber 36. end of the passage 40 located in the first chamber 32.
  • the reducer enters through the orifice in the passage 40 and enters through the orifice of the other end of the passage 40 located in the second chamber 36.
  • the pressure in the second chamber 36 urges the piston head 44 towards the wall 43 against the spring 46.
  • the orifice located at the end of the passage 40 located in the first chamber 32 is pressed against the body of the regulator 20 and is closed.
  • the gearbox can no longer flow from the first chamber 32 to the second chamber 36.
  • the spring 46 is calibrated to regulate the pressure upstream of the injector 22 whatever the pressure upstream of the regulator 20.
  • the device 16 also comprises parts 24 detection of the pressure downstream of the regulator 20.
  • the detection members 24 to know if the pressure upstream of the injector 22 is too high or too low relative to the pressure required for injection into the line 12 As a result, the computer controls the injector according to the measured pressure, and in particular the opening time of the injector.
  • the device 16 may also include means 26 for detecting the pressure upstream of the regulator 20.
  • the detection members 26 make it possible to control the reservoir or tanks 17.
  • the information of the members 26 is also delivered to the computer. For example, if the members 26 detect excessive pressure build-up from the tank or tanks 17, this may indicate that the tanks 17 release too much reducer. Conversely, if the pressure is too low and below a threshold, it may indicate that the tank or tanks 17 are about to run out. In the case where the vehicle comprises several tanks 17, for example two tanks 17, the computer can control a switching of the supply of the reducer line between the tanks 17 and to indicate that one of the tanks must be changed. This allows to have several tanks used automatically.
  • the bodies 24, 26 for detecting the pressure also make it possible to define the state of the device, namely whether it is functional or dysfunctional.
  • the detection members 24, 26 make it possible to detect the correct operation of the regulator 20 or an anomaly.
  • the members 24 can detect the good state of the spring.
  • the information of the members 24 is delivered to a computer which makes it possible to determine the correct operation of the regulator, and in particular of the spring 46.
  • the members 24 are connected to the computer, to provide it with information relating to the pressure upstream of the the injector 22.
  • the organs 26 can detect a malfunction of the tank or tanks. A fault signal can be sent by the computer to inform the driver.
  • the bodies 24 and 26 are for example manocontacts.
  • the pressure switches such as those disclosed in document FR-A-2 725 245, make it possible to convert a pressure into an electrical signal delivered to the computer.
  • the movements of a membrane in a chamber depending on the pressure in the chamber allow to open or close an electrical contact which delivers or not the electrical signal. This is a binary signal. It may be envisaged to put one or two pressure switches for each of the organs 24 and 26.
  • the advantage of two pressure switches is to overcome the insufficiency of one of them.
  • the members 24 and 26 may also be pressure sensors. A single pressure sensor for each of the members 24, 26 is sufficient because of its reliability.
  • Temperature sensors 30, 31 may be present upstream and / or downstream of the regulator 20.
  • the control of the opening time of the injector by the computer is then also performed according to the temperature This allows to refine the knowledge of the pressure of the reducer, which varies according to the temperature in the pipe 38.
  • the information relating to the temperature can also be obtained by calculation, in particular by means of a model. This avoids additional sensors.

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Abstract

L´invention se rapporte un dispositif (16) de régulation de l´injection dune quantité de réducteur en phase gaz comprenant une conduite (18) de fourniture en réducteur, 10 un régulateur (20) de pression dans la conduite, des organes (24) de détection de la pression en aval du régulateur (20), un injecteur (22) de réducteur, et un calculateur contrôlant l'injecteur selon la pression mesure.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE REGULATION DE L'INJECTION D'UNE QUANTITE DE REDUCTEUR EN PHASE GAZ
[oooi ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 0956182 déposée le 10 septembre 2009 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[ooo2] La présente invention concerne un dispositif de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz. Il est aussi proposé un procédé pour mettre en œuvre ce procédé.
[ooo3] Les oxydes d'azote (NOx) provenant des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne sont liés à des problèmes de santé pour les humains et sont un élément clé de la formation de "smog" (nuages de pollution) dans les villes. La législation impose des niveaux de rigueur croissante pour leur réduction et/ou leur élimination de sources fixes ou mobiles. Pour cela, une solution ayant fait la preuve de son efficacité est de réduire chimiquement les NOx en ajoutant un agent réducteur tel que du NH3 (ammoniac) en amont d'un catalyseur mettant en œuvre une réduction sélective catalytique (ou SCR) spécifique et ainsi de permettre à un moteur du type Diesel de respecter des niveaux d'émissions de plus en plus strictes.
[ooo4] La difficulté de la SCR est d'apporter dans l'échappement l'ammoniac nécessaire à la réduction des NOx. Il faut alors stocker ce réducteur sur le véhicule. Pour cela plusieurs concepts ont été développés pour embarquer l'ammoniac : sous forme d'urée solide, sous forme d'urée liquide en solution aqueuse, sous forme de carbamate d'ammonium, ...
[ooo5] Le document FR-A-2 725 245 présente un dispositif d'alimentation en carburant de moteur à combustion interne. Le dispositif comprend une pompe conçue pour puiser du carburant dans un réservoir et un élément sensible à la pression régnant dans une conduite d'alimentation sans dérivation reliée à la sortie de la pompe et adapté pour piloter la mise en service de la pompe. Le dispositif comprend en outre un régulateur détendeur placé en série sur la conduite d'alimentation sans dérivation reliée à la sortie de la pompe, en amont du site d'utilisation de carburant. [0006] Le document EP-A-1 198 740 décrit un dispositif pour déterminer le débit d'un fluide à travers un régulateur de pression, le dispositif comprenant des capteurs de pression en amont et en aval du régulateur.
[ooo7] Le document US-A-2008 022670 présente un dispositif d'injection d'urée liquide dans une ligne d'échappement. Un régulateur de pression d'urée liquide ainsi qu'un capteur de pression d'urée sont utilisés. Ce dernier mesure la pression d'urée fournie à l'injecteur et le régulateur permet de réguler la pression d'arrivée. Lorsque ladite pression d'arrivée devient trop importante, l'urée retourne vers le réservoir d'urée. [ooo8] L'inconvénient de stocker d'utiliser de l'urée liquide ou en solution aqueuse est qu'il faut utiliser d'importants réservoirs, ce qui génère un poids supplémentaire au véhicule. Pour cette raison, l'utilisation d'un réducteur gaz est préféré, mais le problème est de parvenir à une architecture permettant la maîtrise de la quantité de réducteur gaz injectée. [ooo9] Pour cela, l'invention propose un dispositif de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz comprenant une conduite de fourniture en réducteur, un régulateur de pression dans la conduite, des organes de détection de la pression en aval du régulateur, un injecteur de réducteur, et un calculateur contrôlant l'injecteur selon la pression mesurée. [ooi o] Dans une variante, le dispositif comprend en outre des organes de détection de la pression en amont du régulateur, l'organe de détection de pression en aval, et éventuellement celui en amont, étant par exemple un capteur de pression ou un manocontact.
[ooi i] Dans une variante, le dispositif comprend en outre un capteur de température en aval et/ou en amont du régulateur de pression.
[0012] Dans une variante, le régulateur comprend une première chambre d'arrivée de réducteur, une deuxième chambre d'acheminement de réducteur vers l'injecteur, un passage de réducteur entre la première chambre et la deuxième chambre, le passage étant obturé au-dessus d'une pression seuil dans la deuxième chambre et le passage étant ouvert en dessous de cette pression seuil, de sorte que la pression en aval du régulateur peut être augmentée.
[ooi 3] Dans une variante, le passage est dans une tige de piston et débouche dans les deux chambres, la tige supporte une tête de piston mobile en translation dans la deuxième chambre, et un ressort sollicite la tête de piston et est adapté à ouvrir le passage lorsque la pression dans la deuxième chambre est inférieure au seuil et adapté à fermer le passage lorsque la pression dans la deuxième chambre est supérieure au seuil.
[0014] Dans une variante, le réducteur en phase gaz est de l'ammoniac (NH3), de l'hydrogène (H2), des hydrocarbures (HC).
[ooi 5] L'invention a également pour objet une ligne de post traitement de gaz d'échappement, caractérisée en ce qu'elle comprend un ou plusieurs réservoirs de stockage de réducteur en phase gaz et le dispositif décrit ci-dessus, relié au ou aux réservoir. [0016] L'invention a également pour objet un procédé de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz dans une telle ligne de post traitement de gaz d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend la fourniture de réducteur à l'injecteur, la régulation de la pression en aval du régulateur, la détection de la pression en aval du régulateur, et, le contrôle du temps d'ouverture de l'injecteur par le calculateur selon la pression mesurée.
[0017] Dans une variante, le procédé comprend en outre la détection de la pression en amont du régulateur, et l'émission d'un signal d'anomalie lorsque la pression en amont et/ou en aval du régulateur est au-delà ou en deçà d'un seuil.
[0018] Dans une variante, adaptée au contrôle d'une ligne comprenant une pluralité de réservoirs, procédé comprend en outre la détection de la pression en amont du régulateur, et la commutation de l'alimentation de la conduite en réducteur entre les réservoirs lorsque la pression détectée en amont du régulateur est en deçà d'un seuil.
[0019] Dans une variante, le procédé comprend en outre une étape de détermination de la température en aval et/ou en amont du régulateur, par mesure de la température ou par utilisation d'un modèle, le contrôle du temps d'ouverture de l'injecteur par le calculateur étant aussi réalisé selon la température.
[0020] 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 , un véhicule pourvu d'une ligne de post traitement des gaz d'échappement ;
• figure 2, un dispositif de régulation de l'injection de réducteur ;
· figure 3, un régulateur de pression.
[0021 ] L'invention se rapporte à un dispositif et un procédé de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz. Le dispositif comprend une conduite de fourniture en réducteur et un régulateur de pression dans la conduite. Le dispositif comporte aussi des organes de détection de la pression en aval du régulateur et un injecteur de réducteur selon la pression. Le dispositif comprend également un calculateur contrôlant l'injecteur selon la pression mesurée. Ceci permet de maîtriser le débit de réducteur gaz avec précision. En outre, une telle architecture permet de maîtriser le débit avec un nombre réduit de composants, ce qui réduit le coût de l'ensemble.
[0022] La figure 1 montre un véhicule 10 comportant une ligne 12 de post traitement de gaz d'échappement. Le véhicule 10 comporte un moteur 14, par exemple du type Diesel, auquel est reliée la ligne 12. La ligne 12 peut comporter différents sites de traitement des gaz d'échappement. Par exemple, la ligne 12 peut comporter un site de dénitrification 15. Le site 15 de dénitrification DeNox comprend un catalyseur provoquant la réduction des Nox par réaction avec de l'ammoniac injecté dans la ligne 12. D'autres sites peuvent être présents sur la ligne mais ne sont pas représentés.
[0023] La figure 1 montre aussi un dispositif 16 de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase. Le dispositif 16 permet l'injection d'un réducteur en phase gaz. Le réducteur est par exemple de l'hydrogène (H2) ou des hydrocarbures (HC). Le réducteur peut aussi être de l'ammoniac NH3 utilisé sur le site 15. L'avantage d'injecter un réducteur sous forme gaz est qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une transformation préalable d'un réducteur liquide en un réducteur gaz, cette transformation devant avoir lieu dans des conditions très particulières qui peuvent s'avérer difficiles à réaliser. En outre, des quantités plus importantes de réducteur en phase gaz peuvent être disponibles à bord du véhicule pour un poids de stockage bien moindre. Le dispositif 1 6 est relié à un ou plusieurs réservoirs 1 7 de stockage de réducteur. Par exemple, le réservoir 1 7 peut consister en un stockage par absorption de NH3 sur un sel de type XCI2. Le gaz est libéré par apport thermique ou par une baisse de pression. [0024] La figure 2 montre le dispositif 1 6 plus en détail. Le dispositif 1 6 comporte une conduite 18 de fourniture en réducteur. La conduite 1 8 est reliée au réservoir 1 7. Le réducteur est acheminé vers la ligne 1 2 par la conduite 1 8 depuis le réservoir 1 7. Le dispositif 16 comporte également un régulateur 20 de la pression dans la conduite. Le régulateur 20 permet de gérer la pression du réducteur. Le régulateur 20 sera mieux décrit en liaison avec la figure 3. Un injecteur 22 permet l'injection de réducteur dans la ligne 1 2. Linjecteur permet de gérer le débit du réducteur. En particulier, le dispositif 1 6 permet de contrôler linjecteur 22 pour faire varier le temps d'injection du réducteur en fonction de la pression du réducteur dans la conduite 1 8. Ceci permet de maîtriser le débit de réducteur gaz avec précision et de donc de réduire les NOx. Linjecteur 22 est par exemple un injecteur à aiguille ou un injecteur à membrane, connu en soi.
[0025] Le régulateur 20 permet de porter le réducteur à une pression convenant à l'injection dans la ligne 1 2. Le régulateur 20 peut diminuer la pression selon l'état de celle-ci. En effet, linjecteur 22 fonctionnant de préférence à pression fixe, et la pression du réducteur étant susceptible d'être très fluctuante en raison de son état gazeux, le régulateur 20 permet de réguler la pression en amont de linjecteur 22. La pression en sortie du réservoir 1 7 pouvant varier de 0 à 300 bars, ou plus généralement, de 0,1 bar à 30 bars, le régulateur permet de stabiliser la pression en amont de linjecteur 22. Le dispositif permet donc d'utiliser la régulation de la pression couplée à un temps d'ouverture de linjecteur pour définir la quantité de gaz passé.
[0026] La figure 3 montre un exemple de réalisation du régulateur 20. Le régulateur est basé sur un principe mécanique. Le régulateur 20 permet d'augmenter la pression en aval du régulateur si la pression est au-dessous d'une pression seuil d'injection dans la ligne 1 2. Ceci permet de veiller à ce que la pression du réducteur soit suffisante pour une injection convenable, et pour une réduction convenable des espèces toxiques présentes dans les gaz d'échappement. Le régulateur peut comporter une première chambre 32 d'arrivée du réducteur par le biais d'une canalisation 34 reliée au conduit 1 8.
[0027] Le régulateur 20 comporte en outre une deuxième chambre 36 d'acheminement de réducteur vers l'injecteur 22 par le biais d'une canalisation 38 reliée au conduit 1 8. La pression du réducteur pénétrant la première chambre est à haute pression et la pression du réducteur quittant la deuxième chambre est à basse pression.
[0028] Le conduit comporte un passage 40 de réducteur entre la première chambre 32 et la deuxième chambre 36. Le passage 40 est obturé lorsque la pression dans la deuxième chambre 36 est au-dessus d'un seuil prédéterminé. Le passage 40 est ouvert lorsque la pression dans la deuxième chambre 36 est au-dessous du seuil prédéterminé. Ainsi, si en outre la pression est devenue plus élevée dans la première chambre que dans la deuxième chambre, ceci permet le passage du réducteur vers la deuxième chambre par le biais du passage 40. Ceci permet d'augmenter la pression dans la deuxième chambre et donc la pression en amont de l'injecteur 22. [0029] De manière plus détaillée, le passage 40 est dans une tige 42 de piston et débouche dans les deux chambres 32 et 36. Le passage 40 est un canal d'acheminement permettant au réducteur de circuler d'une chambre à l'autre. La tige 42 s'étend d'une chambre à l'autre au travers d'une paroi 43 du régulateur séparant les deux chambres. La tige 42 supporte une tête 44 de piston. La tête 44 est mobile en translation dans la deuxième chambre 36. Un ressort 46 sollicite la tête 44 du piston en translation dans la deuxième chambre 36. Le ressort 46 est par exemple maintenu en compression entre la tête 44 du piston et la paroi 43.
[0030] Lorsque la pression dans la deuxième chambre 36 diminue et que la pression dans la deuxième chambre 36 devient inférieure au seuil prédéterminé, le ressort 46 sollicite la tête 44 en direction de la canalisation 38. Ceci permet de libérer l'orifice de l'extrémité du passage 40 située dans la première chambre 32. La pression étant devenue plus importante dans la première chambre 32, le réducteur pénètre par l'orifice dans le passage 40 et pénètre par l'orifice de l'autre extrémité du passage 40 située dans la deuxième chambre 36. Lorsque la pression dans la deuxième chambre 36 est suffisamment haute pour contrer la force du ressort 46, la pression régnant dans la deuxième chambre 36 sollicite la tête 44 de piston en direction de la paroi 43 à encontre du ressort 46. L'orifice situé à l'extrémité du passage 40 située dans la première chambre 32 est plaqué contre le corps du régulateur 20 et est obturé. Le réducteur ne peut plus circuler de la première chambre 32 vers la deuxième chambre 36. [0031 ] Le ressort 46 est taré pour réguler la pression en amont de l'injecteur 22 quelque soit la pression en amont du régulateur 20.
[0032] Des joints toriques assurent l'étanchéité entre la tête 44 du piston et le corps du régulateur et entre la tige 42 du piston et le corps du régulateur, en particulier la paroi 43. [0033] Le dispositif 16 comporte aussi des organes 24 de détection de la pression en aval du régulateur 20. Les organes de détection 24 permettent de savoir si la pression en amont de l'injecteur 22 est trop haute ou trop basse par rapport à la pression requise pour l'injection dans la ligne 12. En conséquence, le calculateur contrôle l'injecteur selon la pression mesurée, et en particulier le temps d'ouverture de l'injecteur.
[0034] Le dispositif 16 peut aussi comporter des organes 26 de détection de la pression en amont du régulateur 20. Les organes 26 de détection permettent de piloter le ou les réservoirs 17. L'information des organes 26 est aussi délivrée au calculateur. Par exemple, si les organes 26 détectent une trop forte montée en pression de la part du ou des réservoirs 17, cela peut indiquer que les réservoirs 17 libèrent trop de réducteur. A l'inverse, si la pression est trop basse et en deçà d'un seuil, cela peut indiquer que le ou les réservoirs 17 sont en passe de s'épuiser. Dans le cas où le véhicule comporte plusieurs réservoirs 17, par exemple deux réservoirs 17, le calculateur peut commander une commutation de l'alimentation de la conduite en réducteur entre les réservoirs 17 et de signaler que l'un des réservoirs doit être changé. Ceci permet d'avoir plusieurs réservoirs utilisés de manière automatique. [0035] Les organes 24, 26 de détection de la pression permettent aussi de définir l'état du dispositif, à savoir s'il est fonctionnel ou dysfonctionnel. En d'autres termes, les organes 24, 26 de détection permettent de détecter le bon fonctionnement du régulateur 20 ou une anomalie. Par exemple, les organes 24 permettent de détecter le bon état du ressort. En effet, l'information des organes 24 est délivrée à un calculateur qui permet de déterminer le bon fonctionnement du régulateur, et notamment du ressort 46. Les organes 24 sont reliés au calculateur, pour lui fournir une information relative à la pression en amont de l'injecteur 22. Les organes 26 permettent de détecter un mauvais fonctionnement du ou des réservoirs. Un signal d'anomalie peut être envoyé par le calculateur pour informer le conducteur.
[0036] Les organes 24 et 26 sont par exemples des manocontacts. Les manocontacts, tels que ceux divulgués dans le document FR-A-2 725 245, permettent de convertir une pression en un signal électrique délivré au calculateur. Les mouvements d'une membrane dans une chambre en fonction de la pression régnant dans la chambre permettre d'ouvrir ou de fermer un contact électrique ce qui délivre ou non le signal électrique. Il s'agit d'un signal binaire. Il peut être envisagé de mettre un ou deux manocontacts pour chacun des organes 24 et 26. L'avantage de deux manocontacts est de pouvoir palier l'insuffisance de l'un d'entre eux. Les organes 24 et 26 peuvent aussi être des capteurs de pression. Un seul capteur de pression pour chacun des organes 24, 26 suffit du fait de sa fiabilité.
[0037] Des capteurs de température 30, 31 peuvent être présents en amont et/ou en aval du régulateur 20. Le contrôle du temps d'ouverture de l'injecteur par le calculateur est alors réalisé aussi selon la température Ceci permet d'affiner la connaissance de la pression du réducteur, qui varie selon la température dans la conduite 38. L'information relative à la température peut aussi être obtenue par calcul, notamment à l'aide d'un modèle. Ceci permet d'éviter des capteurs supplémentaires.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un dispositif (16) de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz comprenant une conduite (18) de fourniture en réducteur, un régulateur (20) de pression dans la conduite, des organes (24) de détection de la pression en aval du régulateur (20), un injecteur (22) de réducteur, et un calculateur contrôlant l'injecteur selon la pression mesurée.
2. Le dispositif (16) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre des organes (26) de détection de la pression en amont du régulateur (20).
3. Le dispositif (16) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur (30, 31 ) de température en aval et/ou en amont du régulateur (20) de pression.
4. Le dispositif (16) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le régulateur (20) comprend une première chambre (32) d'arrivée de réducteur, une deuxième chambre (36) d'acheminement de réducteur vers l'injecteur, un passage (40) de réducteur entre la première chambre (32) et la deuxième chambre (36), le passage (40) étant obturé au-dessus d'un seuil de pression dans la deuxième chambre (36) et le passage (40) étant ouvert en dessous de ce seuil de pression.
5. Le dispositif (16) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le passage (40) est dans une tige (42) de piston et débouche dans les deux chambres, la tige supporte une tête de piston mobile en translation dans la deuxième chambre (36), et un ressort (46) sollicite la tête de piston et est adapté à ouvrir le passage (40) lorsque la pression dans la deuxième chambre (36) est inférieure au seuil et adapté à fermer le passage (40) lorsque la pression dans la deuxième chambre (36) est supérieure au seuil.
6. Une ligne (12) de post traitement de gaz d'échappement, caractérisée en ce qu'elle comprend un ou plusieurs réservoirs (17) de stockage de réducteur en phase gaz et le dispositif (16) selon l'une des revendications 1 à 5 relié au ou aux réservoirs (17).
7. Un procédé de régulation de l'injection d'une quantité de réducteur en phase gaz dans la ligne (12) de post traitement de gaz d'échappement selon la
revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend la fourniture de réducteur à l'injecteur, la régulation de la pression en aval du régulateur, la détection de la pression en aval du régulateur, et, le contrôle du temps d'ouverture de l'injecteur par le calculateur selon la pression mesurée.
8. Le procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre la détection de la pression en amont du régulateur, et l'émission d'un signal d'anomalie lorsque la pression en amont et/ou en aval du régulateur est au-delà ou en deçà d'un seuil.
9. Le procédé selon l'une des revendications 7 à 8, la ligne de post traitement comprenant une pluralité de réservoirs, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre la détection de la pression en amont du régulateur, et la commutation de l'alimentation de la conduite (18) en réducteur entre les réservoirs lorsque la pression détectée en amont du régulateur est en deçà d'un seuil.
10. Le procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination de la température en aval et/ou en amont du régulateur (20), par mesure de la température ou par utilisation d'un modèle, le contrôle du temps d'ouverture de l'injecteur par le calculateur étant aussi réalisé selon la température.
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