FR2880064A1 - Discharge and dosing modules reciprocal adaptation method for motor vehicle, involves recording reference pressure value in control module based on pressure formed in exhaust gas duct during calibration cycle - Google Patents
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Abstract
Description
Etat de la techniqueState of the art
La présente invention concerne un procédé d'adaptation réciproque d'un module de refoulement et d'un module de dosage d'un système de nettoyage des gaz d'échappement comportant une conduite de gaz d'échappement et un module de commande, le module de refoulement ayant un réservoir d'alimentation muni d'une soupape de ventilation contenant une solution d'acide urique fournie par une pompe de refoulement une vanne de régulation de débit et le module de dosage comprime une veine d'air à l'aide d'une pompe pour alimenter un accumulateur de pression et, à travers une soupape de régulation avec la solution d'acide urique de la vanne de régulation de débit à une vanne de dosage et de là à une unité de pulvérisation installée dans la conduite de gaz d'échappement. The present invention relates to a method of reciprocal adaptation of a delivery module and a metering module of an exhaust gas cleaning system comprising an exhaust gas duct and a control module, the module pump having a feed tank provided with a vent valve containing a uric acid solution supplied by a delivery pump a flow control valve and the dosing module compresses a stream of air with the aid of a pump for supplying a pressure accumulator and, through a control valve with the uric acid solution of the flow control valve to a metering valve and from there to a spraying unit installed in the gas line exhaust.
L'invention concerne également un dispositif d'adaptation réciproque d'un module de refoulement et d'un module de dosage pour un système de nettoyage des gaz d'échappement comportant une conduite de gaz d'échappement et un module de commande. The invention also relates to a device for reciprocating a delivery module and a dosing module for an exhaust gas cleaning system comprising an exhaust gas duct and a control module.
Dans ce contexte, étant donné la future réglementation concernant l'émission d'oxydes d'azote NoX d'oxydes d'azote NoX des oxy- des d'azote par les véhicules automobiles, il faut traiter les gaz d'échappement de manière appropriée. Pour réduire les émissions d'oxydes d'azote NoX de moteurs à combustion interne, en particulier de moteurs diesel, il faut notamment appliquer le procédé de réduction catalytique sélective (procédé RCS). Pour cela, on ajoute aux gaz d'échappement une quantité définie d'agent réducteur constitué par de l'urée ou une solution aqueuse d'urée (solution HWL). In this context, given the future regulations concerning the emission of nitrogen oxides NoX from nitrogen oxides NoX of nitrogen oxides by motor vehicles, the exhaust gases must be treated appropriately. . To reduce the emissions of NOX nitrogen oxides from internal combustion engines, in particular diesel engines, the selective catalytic reduction process (SCR process) must be applied. For this, a defined amount of reducing agent consisting of urea or an aqueous solution of urea (HWL solution) is added to the exhaust gas.
Le document DE 10 139 142 Al décrit par exemple un système de nettoyage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne utilisant un catalyseur RCS pour réduire l'émission d'oxydes d'azote NoX. Ce catalyseur réduit les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement à l'aide d'un réactif constitué par de l'ammoniac pour arriver à de l'azote. L'ammoniac est fourni par un catalyseur d'hydrolyse installé en amont du catalyseur RCS à partir d'une solution aqueuse d'urée (HWL). Le catalyseur d'hydrolyse convertit l'urée conte- nue dans la solution HWL en ammoniac et en dioxyde de carbone. Dans une seconde étape, l'ammoniac réduit les oxydes d'azote en azote et génère de l'eau comme sous-produit. Le mécanisme précis de cette réaction est décrit de manière suffisamment détaillée dans la littérature spécialisée et en particulier dans le document WEISSWELLER, pages 441-449, 2000. DE 10 139 142 A1 describes for example an exhaust gas cleaning system of an internal combustion engine using a SCR catalyst to reduce the emission of NOX nitrogen oxides. This catalyst reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas using a reagent consisting of ammonia to arrive at nitrogen. Ammonia is provided by a hydrolysis catalyst installed upstream of the SCR catalyst from an aqueous solution of urea (HWL). The hydrolysis catalyst converts the urea contained in the HWL solution into ammonia and carbon dioxide. In a second step, ammonia reduces nitrogen oxides to nitrogen and generates water as a by-product. The precise mechanism of this reaction is described in sufficient detail in the literature and in particular in WEISSWELLER, pp. 441-449, 2000.
Un tel système de nettoyage des gaz d'échappement pré-sente habituellement une structure modulaire; ce système se compose d'un module de refoulement et d'un module de dosage de la solution HWL. Le cas échéant, pour une logique de production, on peut réaliser To le module de refoulement et le module de dosage à des emplacements différents. Par exemple le module de refoulement peut être construit chez le constructeur de véhicule et le module de dosage chez le constructeur de moteur. Cela complique la compensation des tolérances de fabrication, ce qui n'était possible jusqu'alors qu'en enregistrant une courbe caractéristique appropriée dans l'appareil de commande. Pour des raisons de logistique, cette solution nécessite pour sa mise en oeuvre des moyens importants. Dans l'état de développement actuel, on fournit des modules par terre dans lesquels le module de refoulement et le module de dosage ont été préalablement accordés l'un en fonction de l'autre. Such an exhaust cleaning system usually has a modular structure; this system consists of a delivery module and a dosing module of the HWL solution. If necessary, for a production logic, it is possible to realize the delivery module and the dosing module at different locations. For example the discharge module can be built at the vehicle manufacturer and the dosing module at the engine manufacturer. This makes it difficult to compensate for manufacturing tolerances, which until now was possible only by recording an appropriate characteristic curve in the control unit. For logistical reasons, this solution requires for its implementation important means. In the current state of development, modules are provided on the ground in which the delivery module and the dosing module have been previously tuned to each other.
Buts de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro-cédé permettant une adaptation réciproque de module de dosage et de module de refoulement quelconques, d'une manière simple et économi-que. OBJECTS OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop a method for reciprocally adapting any dosing module and delivery module in a simple and economical manner.
L'invention a également pour but de développer un dispositif de ce type. The invention also aims to develop a device of this type.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini 30 ci-dessus, caractérisé en ce que le module de commande contient l'en- registrement d'une valeur de la pression de référence sur la base de la pression développée dans la conduite de gaz d'échappement. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the invention relates to a method of the type defined above, characterized in that the control module contains the recording of a value of the reference pressure on the basis of the pressure developed in the exhaust pipe.
La pression enregistrée dans le module de commande est indépendante de la veine d'air, de la réalisation du tube de pulvérisation 35 et des différentes applications du véhicule; elle constitue une mesure de la tolérance des propriétés des différents modules, y compris des vannes de régulation, soupape de dosage et soupape de régulation de pression comprises. Les déviations par rapport à la valeur de consigne se traduisent par des pressions différentes de la pression de consigne permettant de calculer un point de fonctionnement pour une réduction optimale des oxydes d'azote. The pressure recorded in the control module is independent of the air stream, the embodiment of the spray tube 35 and the various applications of the vehicle; it is a measure of the tolerance of the properties of the various modules, including control valves, metering valve and pressure control valve included. The deviations from the setpoint result in pressures different from the setpoint pressure for calculating an operating point for an optimal reduction of nitrogen oxides.
Lors de la mise en route du système de nettoyage des gaz d'échappement, on active tout d'abord le module de dosage alors que le module de refoulement n'est pas encore activé. Ainsi, les conditions de pression et les débits de matières dépendent uniquement des propriétés du module de dosage, de l'unité de pulvérisation et de la conduite des gaz d'échappement sans être influencés par les propriétés du module de refoulement. When starting up the exhaust gas cleaning system, the dosing module is first activated while the discharge module is not yet activated. Thus, the pressure conditions and material flow rates depend solely on the properties of the metering module, the spray unit and the exhaust gas line without being influenced by the properties of the discharge module.
Comme au cours d'une autre étape, on ouvre la vanne de dosage et que l'on enregistre la pression de référence dans le module de commande après réglage des conditions de pression fixe, cette pression ne dépend pas non plus des propriétés du module de refoulement. As in another step, the metering valve is opened and the reference pressure is recorded in the control module after setting the fixed pressure conditions, this pressure also does not depend on the properties of the control module. discharge.
Pour réduire la pression résiduelle dans le réservoir d'alimentation qui pourrait gêner le calibrage, il est prévu une variante du procédé selon laquelle on ouvre la soupape de ventilation lors de la mise en route et on la referme avant d'ouvrir la vanne de dosage. To reduce the residual pressure in the feed tank which could interfere with the calibration, a variant of the method is provided in which the ventilation valve is opened during start-up and is closed again before opening the dosing valve. .
Au cours de la suite du fonctionnement du système de nettoyage des gaz d'échappement, on a de préférence une forme de réalisation selon laquelle l'adaptation du module de refoulement et du module de dosage se fait le cas échéant et/ou dans des intervalles de temps définis de manière cyclique. Un nouveau calibrage nécessaire le cas échéant peut, par exemple, être indispensable si la partie comportant le capteur avec détection de gaz d'échappement détecte une teneur augmentée en oxyde d'azote. Cela permet une réduction durable et ga- rantie des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en mode de fonctionnement permanent. Le vieillissement des composants peut ainsi être compensé pour éviter toute dérive du point de fonctionnement optimum. In the further course of the operation of the exhaust gas cleaning system, it is preferably an embodiment in which the adaptation of the delivery module and the dosing module is made as appropriate and / or in intervals. defined in a cyclic manner. If necessary, a new calibration, if necessary, may be necessary if the part comprising the sensor with exhaust gas detection detects an increased content of nitrogen oxide. This ensures a long-lasting and safe reduction of the nitrogen oxides in the exhaust gas in the continuous operating mode. The aging of the components can thus be compensated to avoid any drift of the optimum operating point.
Une variante de procédé prévoit l'adaptation réciproque 35 d'un module de refoulement et d'un module de dosage d'un système de nettoyage des gaz d'échappement comportant un module de commande en formant une grandeur caractéristique ou une courbe caractéristique respective pour le module de refoulement et le module de dosage et d'appliquer cette grandeur ou courbe caractéristique sous la forme d'un code lisible par une machine sur le module respectif. Les propriétés individuelles des modules, par exemple celles liées aux tolérances de fabrication, peuvent se mesurer et les modules être caractérisés de manière appropriée. Lors de la mise en route, le procédé prévoit la lecture du code lisible par machine et son enregistrement dans le module de commande, par exemple dans une mémoire non volatile (mémoire EEPROM ou mémoire analogue). A l'aide du code ainsi enregistré, on peut alors calculer les points de fonctionnement les meilleurs pour les différentes vannes et soupapes. A process variant provides for the reciprocal adaptation of a delivery module and a metering module of an exhaust gas cleaning system comprising a control module by forming a characteristic quantity or a respective characteristic curve for the discharge module and the dosing module and apply this magnitude or characteristic curve in the form of a machine-readable code on the respective module. The individual properties of the modules, for example those related to manufacturing tolerances, can be measured and the modules can be suitably characterized. During start-up, the method provides for the reading of the machine-readable code and its recording in the control module, for example in a non-volatile memory (EEPROM memory or similar memory). Using the code thus recorded, we can then calculate the best operating points for the various valves and valves.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'une pression de référence reposant sur le fondement de la pression formée dans la conduite de gaz d'échappement lors d'un cycle de calibrage est enregistrée dans le module de commande. Le dispositif permet ainsi le calcul du point de fonctionnement optimum et ainsi il assure l'adapta- fion optimale du module de refoulement et du module de dosage. The invention also relates to a device for implementing such a method, this device being characterized in that a reference pressure resting on the basis of the pressure formed in the exhaust gas pipe during a Calibration cycle is saved in the control module. The device thus allows the calculation of the optimum operating point and thus ensures the optimal adaptation of the delivery module and the dosing module.
Le mode de réalisation préférentielle du dispositif est caractérisé en ce que le module de commande exécute le procédé sous la forme d'un circuit et/ou d'un programme. Le déroulement du procédé peut être intégré comme sous-programme d'une manière particulière- ment simple dans le modèle de commande ou de gestion ou, en va-riante, dans un programme subordonné de commande de moteur. Les modifications nécessaires dans le déroulement du procédé pour optimiser encore plus les valeurs d'oxyde d'azote contenus dans les gaz d'échappement peuvent se réaliser d'une manière particulièrement ra- pide. The preferred embodiment of the device is characterized in that the control module executes the method in the form of a circuit and / or a program. The process flow can be integrated as a subroutine in a particularly simple manner in the control or management model or, in a variant, in a subordinate motor control program. The necessary modifications in the course of the process to further optimize the nitrogen oxide values contained in the exhaust gas can be achieved in a particularly fast manner.
Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'uni-que figure annexée qui est une vue schématique d'un système de net- toyage des gaz d'échappement. The present invention will be described below in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown in the accompanying FIGURE which is a schematic view of an exhaust gas cleaning system. .
Description du mode de réalisationDescription of the embodiment
La figure unique montre un module de refoulement 10 et un module de dosage 20 d'un système de nettoyage des gaz d'échappement selon l'état de la technique comportant une conduite de gaz d'échappement 30 et un module de commande 40. The single figure shows a delivery module 10 and a metering module 20 of an exhaust gas cleaning system according to the state of the art comprising an exhaust gas duct 30 and a control module 40.
Le module de refoulement 10 se compose d'un réservoir d'alimentation 11 muni d'une soupape d'évacuation d'air 11.1; le réservoir contient une solution d'acide urique 12 (solution HWL). Cette solution est fournie à une vanne de dosage 22 par une pompe de refoulement 13. La vanne de régulation de débit 14 reliée au côté refoulement de la pompe de refoulement 13s'ouvre alors que la pression du système est élevée et renvoie alors la solution HWL au réservoir d'alimentation 11. Le module de dosage 20 comprime une veine d'air 26 à l'aide d'une pompe 25, d'un accumulateur de pression 24 pour l'envoyer par une soupape de régulation 23 avec la solution d'acide urique fournie par la pompe de refoulement 13 à une vanne de dosage 22. De là, le mélange air/solution HWL est introduit dans l'unité de pulvérisation 21 équipant la conduite de gaz d'échappement 30. La conduite de gaz d'échappement 30 reçoit une veine de gaz d'échappement 31 dans une première chambre d'un catalyseur d'oxydation 32. Ensuite, le mélange air/solution HWL est pulvérisé dans la veine des gaz d'échappement 31 par l'unité de pulvérisation 21. La réaction de décomposition des oxydes d'azote se produit alors dans une seconde chambre constituée par le catalyseur RCS 33. Un capteur de pression 34 installé au niveau du catalyseur RCS mesure la pression et transmet la valeur au module de commande 40. The delivery module 10 consists of a supply tank 11 provided with an air evacuation valve 11.1; the reservoir contains uric acid solution 12 (HWL solution). This solution is supplied to a metering valve 22 by a discharge pump 13. The flow control valve 14 connected to the discharge side of the discharge pump 13 opens while the system pressure is high and then returns the HWL solution. to the feed tank 11. The dosing module 20 compresses a stream of air 26 with a pump 25, a pressure accumulator 24 to send it through a regulating valve 23 with the d solution. Uric acid supplied by the discharge pump 13 to a metering valve 22. From there, the air / solution mixture HWL is introduced into the spraying unit 21 fitted to the exhaust gas line 30. Exhaust 30 receives an exhaust gas stream 31 in a first chamber of an oxidation catalyst 32. Next, the air / HWL solution mixture is sprayed into the exhaust gas stream 31 by the spraying unit. 21. The decomposition reaction of oxy Nitrogen then occurs in a second chamber constituted by the SCR catalyst 33. A pressure sensor 34 installed at the SCR catalyst measures the pressure and transmits the value to the control module 40.
Le procédé d'adaptation réciproque du module de refoulement 10 et du module de dosage 20 prévoit d'enregistrer dans le module de commande 40 la valeur d'une pression de référence fondée sur la pression qui se développe dans la conduite de gaz d'échappement 30. Pour cela, lors de la mise en route du système de nettoyage des gaz d'échappement 1, on active d'abord le module de dosage 20 en bran-chant la pompe 25. La pompe de refoulement 13 du module de refoule-ment 10 n'est pas alors activée. Cela permet l'établissement d'une pression dans l'accumulateur de pression 24. La soupape 13 règle des conditions de dosage et de pression prédéfinies pour la vanne de dosage 22 en aval. The reciprocal adaptation method of the delivery module 10 and the metering module 20 provides for recording in the control module 40 the value of a reference pressure based on the pressure that develops in the exhaust pipe. 30. For this purpose, when the exhaust gas cleaning system 1 is started up, the dosing module 20 is activated first by turning on the pump 25. The delivery pump 13 of the pump module 25 10 is not activated. This permits the establishment of a pressure in the pressure accumulator 24. The valve 13 sets predefined dosing and pressure conditions for the metering valve 22 downstream.
Selon une autre étape, on ouvre la vanne de dosage 22 et on souffle l'air de la soupape de régulation 23 par l'unité de pulvérisa- tion 21 dans le catalyseur RCS 33. La pression dans le catalyseur RCS 33 se mesure à l'aide du capteur de pression 34. Après établissement de conditions de pression fixe au niveau du capteur de pression 34, on en- registre la pression comme pression de référence dans le module de commande 40. In another step, the metering valve 22 is opened and the air of the regulating valve 23 is blown off by the spraying unit 21 into the SCR catalyst 33. The pressure in the SCR catalyst 33 is measured by the With the aid of the pressure sensor 34. After establishing fixed pressure conditions at the pressure sensor 34, the pressure is recorded as a reference pressure in the control module 40.
Après ce calibrage, on branche le module de refoulement 10 en activant la pompe de refoulement 13 si bien que le système de nettoyage des gaz d'échappement 1 passe en mode de fonctionnement normal. After this calibration, the discharge module 10 is connected by activating the discharge pump 13 so that the exhaust gas cleaning system 1 goes into normal operating mode.
Une variante de développement prévoit la mise en route avant l'ouverture de la soupape et sa refermeture avant l'ouverture de la vanne de dosage 22 de manière à éliminer la pression résiduelle dans le réservoir d'alimentation 11 avant l'opération de calibrage. A development variant provides for starting before the opening of the valve and its reclosing before the opening of the metering valve 22 so as to eliminate the residual pressure in the feed tank 11 before the calibration operation.
Pour la suite du fonctionnement du système de nettoyage des gaz d'échappement 1, on adapte le module de refoulement 10 et le module de dosage 20 si besoin et/ou dans des intervalles de temps dé- finis de manière cyclique. For further operation of the exhaust gas cleaning system 1, the delivery module 10 and the dosing module 20 are adapted if necessary and / or in cyclically defined time intervals.
Un nouveau calibrage pourra, par exemple, devenir nécessaire si un capteur détecte dans la veine des gaz d'échappement une trop forte teneur en oxydes d'azote. Cela permet de réduire de manière permanente et sûre les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échap- pement. A new calibration may, for example, become necessary if a sensor detects in the exhaust gas vein too high a nitrogen oxide content. This makes it possible to permanently and safely reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
Le dispositif prévoit d'enregistrer dans le module de commande 40 la valeur de la pression de référence dans une mémoire en s'appuyant sur la pression formée dans la conduite de gaz d'échappement 30. Le procédé tel que décrit ci-dessus pour adapter le module de refoulement 10 et le module de dosage 20 est réalisé de préférence dans le module de commande 40 sous la forme d'un programme et/ ou d'un circuit. En variante, le déroulement du procédé peut égale-ment être mémorisé de façon habituelle dans la commande de moteur. The device provides for recording in the control module 40 the value of the reference pressure in a memory based on the pressure formed in the exhaust gas duct 30. The method as described above to adapt the delivery module 10 and the dosing module 20 is preferably made in the control module 40 in the form of a program and / or a circuit. Alternatively, the process flow can also be memorized in the usual manner in the motor control.
Une variante de procédé prévoit pour l'adaptation réciproque du module de refoulement 10 et du module de dosage 20 du système de nettoyage des gaz d'échappement 1, de former une grandeur caractéristique ou une courbe caractéristique respective pour le module de refoulement 10 et le module de dosage 20 et de les appliquer sur chaque module sous la forme d'un code lisible en machine. Les propriétés individuelles des modules peuvent, par exemple, mesurer des tolérances de fabrication et caractériser de façon appropriée les modules. A process variant provides for the reciprocal adaptation of the delivery module 10 and the metering module 20 of the exhaust gas cleaning system 1, to form a characteristic quantity or a respective characteristic curve for the delivery module 10 and the assay module 20 and apply them on each module in the form of a machine-readable code. The individual properties of the modules can, for example, measure manufacturing tolerances and suitably characterize the modules.
Lors de la mise en route, le procédé prévoit la lecture des codes barres lisibles par machine et leur enregistrement dans le module de commande, par exemple constitué par une mémoire non volatile (mémoire EEPROM ou mémoire analogue). A l'aide du code enregistré, on peut calculer alors les points de fonctionnement optimum des diffé- rentes vannes. During start-up, the method provides for the reading of machine-readable bar codes and their recording in the control module, for example consisting of a non-volatile memory (EEPROM memory or similar memory). With the help of the registered code, the optimum operating points of the various valves can be calculated.
Le procédé tel que décrit et le dispositif correspondant permettent une adaptation réciproque de modules de dosage et de refoulement quelconques, d'une manière simple et économique. Cela permet une réduction optimale des oxydes d'azote. Il est en outre avantageux que l'on ne réalise pas simplement l'équilibrage lors de la première mise en route du moteur à combustion interne mais égale-ment un post-équilibrage par exemple pour compenser la dérive de vieillissement. The method as described and the corresponding device allow reciprocal adaptation of any dosing and discharge modules in a simple and economical manner. This allows an optimal reduction of nitrogen oxides. It is furthermore advantageous that balancing is not carried out simply during the first start-up of the internal combustion engine but also after balancing, for example to compensate for the drift of aging.
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