FR2970074A1

FR2970074A1 - Methode et dispositif de jaugeage d'une quantite d'un reactif reducteur gazeux contenu a l'interieur d'une reserve

Info

Publication number: FR2970074A1
Application number: FR1150039A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Massot; Clement Grise
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2012-07-06
Anticipated expiration: 2031-01-04
Also published as: FR2970074B1

Abstract

L'invention a pour objet une méthode de jaugeage d'une quantité (Q) de sel (8) contenu à l'intérieur d'une réserve (7) d'un réactif réducteur gazeux (5), une réaction de désorption du sel (8) donnant le réactif réducteur gazeux (5). Ce dernier est destiné à être introduit à l'intérieur d'une ligne d'échappement (2) d'un véhicule automobile. La réserve (7) est équipée d'un système de régulation en pression (10) du réactif réducteur gazeux (5) autour d'une pression de consigne (Pc). La méthode comprend une étape de comparaison d'une variation au cours du temps d'au moins un critère relatif à une pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

Description

METHODE ET DISPOSITIF DE JAUGEAGE D'UNE QUANTITE D'UN REACTIF REDUCTEUR GAZEUX CONTENU A L'INTERIEUR D'UNE RESERVE [0001 L'invention est du domaine de l'épuration de gaz d'échappement produits par un moteur thermique d'un véhicule automobile. Elle a pour objet une méthode de jaugeage d'une quantité d'un réactif réducteur gazeux contenu à l'intérieur d'un réservoir. Elle a aussi pour objet un dispositif de jaugeage pour mettre en oeuvre une telle méthode. [0002] Un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique produit des gaz d'échappement qui sont évacués par l'intermédiaire d'une ligne d'échappement. Il est connu d'épurer les gaz d'échappement à partir de l'introduction d'un réactif réducteur à l'intérieur de la ligne d'échappement. Le réactif réducteur est par exemple de l'urée, qui est introduite sous forme liquide à l'intérieur de la ligne d'échappement. L'urée subit une réaction d'hydrolyse-pyrolise qui produit de l'ammoniac. Ce dernier réagit avec des oxydes d'azote (NOx, x étant égal à 1 et/ou 2) contenus à l'intérieur des gaz d'échappement et il est obtenu de l'azote et de l'eau. [0003] Se pose le problème général de la mesure d'une quantité restante de réactif réducteur contenu à l'intérieur d'une réserve de ce dernier. Le document EP1,431,722 (ROBERT BOSCH GMBH) propose un dispositif de jaugeage d'une telle quantité qui est adapté pour un réactif réducteur stocké à l'état liquide, tel que l'urée. [0004 Il est souhaitable de disposer d'une méthode et d'un dispositif de jaugeage d'une quantité restante d'un réactif réducteur à l'état gazeux contenu à l'intérieur de la réserve. [0005] Le but de la présente invention est de proposer une méthode de jaugeage d'une quantité de sel contenue à l'intérieur d'une réserve d'un réactif réducteur gazeux destiné à être introduit à l'intérieur d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, une réaction de désorption du sel donnant le réactif réducteur gazeux, une telle méthode étant simple, rapide et efficace pour déterminer ladite quantité de sel, y compris de manière dynamique, c'est-à-dire en phase de roulage du véhicule automobile. Un autre but est de proposer un dispositif de jaugeage pour la mise en oeuvre d'une telle méthode, le dispositif de jaugeage étant simple, peu onéreux et comportant un nombre restreint de capteur. [0006] Une méthode de la présente invention est une méthode de jaugeage d'une quantité de sel contenue à l'intérieur d'une réserve d'un réactif réducteur gazeux destiné à être introduit à l'intérieur d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, une réaction de désorption du sel donnant le réactif réducteur gazeux, la réserve étant équipée d'un système de régulation en pression du réactif réducteur gazeux autour d'une pression de consigne. [0007] Selon la présente invention, la méthode comprend une étape de comparaison d'une variation au cours du temps d'au moins un critère relatif à une pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0008] Le critère est par exemple un temps moyen de montée en pression de la 15 pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0009] Le critère est par exemple un temps moyen de retombée en pression de la pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0010] Le critère est par exemple un gradient moyen de montée en pression de la pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. 20 [0011] Le critère est par exemple un gradient moyen de retombée en pression de la pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0012] Le critère est par exemple une amplitude moyenne de pression de la pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0013] Le critère est par exemple une fréquence moyenne de variation de 25 pression de la pression gazeuse du réactif réducteur gazeux à l'intérieur de la réserve. [0014] Un dispositif de jaugeage de la quantité de sel contenue à l'intérieur d'une réserve selon la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le dispositif de jaugeage comporte un calculateur qui comprend l'un quelconque au moins : - de premiers moyens de calcul du temps moyen de montée en pression, - de deuxièmes moyens de calcul du temps moyen de retombée en pression, - de troisièmes moyens de calcul du gradient moyen de montée en pression, - de quatrièmes moyens de calcul du gradient moyen de retombée en pression, - de cinquièmes moyens de calcul de l'amplitude moyenne de pression, -de sixièmes moyens de calcul de la fréquence moyenne de variation de pression. [0015] Le calculateur comprend préférentiellement des moyens de comparaison de variation du temps moyen de montée en pression, de variation du temps moyen de retombée en pression, de variation du gradient moyen de montée en pression, de variation du gradient moyen de retombée en pression, de variation de l'amplitude moyenne de pression et/ou de variation de la fréquence moyenne de variation de pression. [0016] Le calculateur comprend des moyens de déduction d'une information relative à l'état de remplissage de la réserve à partir d'une comparaison desdites variations. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : [0018] La fig.1 est une vue schématique d'un dispositif de jaugeage de la présente invention. [0019] Les fig.2a et fig.2b, fig.3a et fig.3b, fig.4a et fig.4b, fig.5a et fig.5b, fig.6a et fig.6b, fig.7a et fig.7b représentent une variation au cours du temps d'une pression gazeuse d'un réactif réducteur gazeux à l'intérieur d'une réserve. [0020] Sur la fig.1, un véhicule automobile est équipé d'un moteur thermique 1, tel qu'un moteur Diesel ou essence, qui est pourvu d'une ligne d'échappement 2 pour évacuer des gaz d'échappement 3 produits par le moteur thermique 1. La ligne d'échappement 2 s'étend depuis le moteur thermique 1 jusqu'à l'extérieur 4 du véhicule automobile. Les gaz d'échappement 3 contiennent des oxydes d'azote (NOx, x étant égal à 1 et/ou 2) qu'il convient de réduire préalablement à leur délivrance à l'extérieur 4 du véhicule automobile. Pour ce faire, la ligne d'échappement 2 contient au moins un système de réduction catalytique SCR à l'intérieur duquel se produit une réaction de réduction des oxydes d'azote en azote et en eau. La réaction de réduction est possible à partir de l'introduction d'un réactif réducteur gazeux 5, tel que de l'ammoniac ou analogue, qui est délivré à l'intérieur de la ligne d'échappement 2 par l'intermédiaire d'un injecteur 6. [0021] [0022] Le véhicule automobile est également équipé d'une réserve 7 d'un sel 8 qui est apte à désorber le réactif réducteur gazeux 5. Un tel sel est par exemple du Sr(NH3)8C12, du Mg(NH3)6C12, du Ca(NH3)8C12 ou analogue. La réaction de désorption du réactif réducteur gazeux 5 est dépendante de la pression gazeuse régnant à l'intérieur de la réserve 7. Au fur et à mesure que la réaction de désorption se produit, une quantité Q de sel 8 restant à l'intérieur de la réserve 7 varie d'une quantité Qa vers une quantité Qb, (Qb < Qa). [0023] La réserve 7 est équipée d'un système de régulation en pression 10 du réactif réducteur gazeux 5 autour d'une pression de consigne Pc, la régulation étant obtenue à partir d'oscillation d'une pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7 autour de la pression de consigne Pc. [0024] La réserve 7 est pourvue d'un capteur de pression gazeuse 9 qui est logé à l'intérieur de la réserve 7 pour mesurer la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7. Le capteur de pression gazeuse 9 est constitutif d'un dispositif de jaugeage 11 de la quantité Q de sel 8 contenu à l'intérieur de la réserve 7. [0025] En se reportant également sur les fig.2a et fig.2b, fig.3a et fig.3b, fig.4a et fig.4b, fig.5a et fig.5b, fig.6a et fig.6b, fig.7a et fig.7b, le dispositif de jaugeage 11 comporte un calculateur 100 des moyens de calcul de différents critères variant au cours du temps, dont l'un quelconque au moins : - de premiers moyens de calcul 101 d'un temps moyen de montée en pression Tm de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7, - de deuxièmes moyens de calcul 102 d'un temps moyen de retombée en pression Tr de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7, - de troisièmes moyens de calcul 103 d'un gradient moyen de montée en pression Gm de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7, - de quatrièmes moyens de calcul 104 d'un gradient moyen de retombée en pression Gr de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7, - de cinquièmes moyens de calcul 105 d'une amplitude moyenne de pression Am de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7, - de sixièmes moyens de calcul 106 d'une fréquence moyenne de variation de pression Fm de la pression gazeuse P du réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7. [0026] Le temps moyen de montée en pression Tm représente la durée moyenne d'une période d'augmentation de la pression gazeuse P. Le temps moyen de retombée en pression Tr représente la durée moyenne d'une période de diminution de la pression gazeuse P. [0027] Le gradient moyen de montée en pression Gm de la pression gazeuse P représente une pente moyenne d'une période d'augmentation de la pression gazeuse P. Le gradient moyen de retombée en pression Gr de la pression gazeuse P représente une pente moyenne d'une période de diminution de la pression gazeuse P. [0028] L'amplitude moyenne de pression Am de la pression gazeuse P représente une différence moyenne entre une pression maximum et une pression minimum. La fréquence moyenne de variation de pression Fm représente une durée moyenne entre deux pics ou creux de pression successifs. [0029] Le calculateur 100 comprend également des moyens de comparaison 107 de variation du temps moyen de montée en pression Tm, de variation du temps moyen de retombée en pression Tr, de variation du gradient moyen de montée en pression Gm, de variation du gradient moyen de retombée en pression Gr, de variation de l'amplitude moyenne de pression Am et/ou de variation de la fréquence moyenne de variation de pression Fm. [0030] En se reportant successivement sur les fig.2a et fig.2b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que le temps moyen de montée en pression Tm varie de Tma à Tmb, avec Tmb supérieur à Tma. Il en découle que le temps moyen de montée en pression Tm augmente quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives de temps moyen de montée en pression Tm, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0031] En se reportant successivement sur les fig.3a et fig.3b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que le temps moyen de retombée en pression Tr varie de Tra à Trb, avec Trb supérieur à Tra. Il en découle que le temps moyen de retombée en pression Tr augmente quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives de temps moyen de retombée en pression Tr, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0032] En se reportant successivement sur les fig.4a et fig.4b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que le gradient moyen de montée en pression Gm varie de Gma à Gmb, avec Gmb inférieur à Gma. Il en découle que le gradient moyen de montée en pression Gm diminue quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives de temps gradient moyen de montée en pression Gm, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0033] En se reportant successivement sur les fig.5a et fig.5b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que le gradient moyen de retombée en pression Gr varie de Gra à Grb, avec Grb inférieur à Gra. Il en découle que le gradient moyen de retombée en pression Gm diminue quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives de temps gradient moyen de retombée en pression Gr, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0034] En se reportant successivement sur les fig.6a et fig.6b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que l'amplitude moyenne de pression Am varie de Ama à Amb, avec Amb supérieure à Ama. Il en découle que l'amplitude moyenne de pression Am augmente quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives d'amplitude moyenne Am, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0035] En se reportant successivement sur les fig.7a et fig.7b qui représentent la pression P en fonction du temps à l'intérieur d'une réserve 7 qui contient respectivement la quantité de sel Qa et la quantité de sel Qb, il apparaît que la fréquence moyenne de variation de pression Fm varie de Fma à Fmb, avec Fmb supérieure à Fma. Il en découle que la fréquence moyenne de variation de pression Fm augmente quand la quantité Q de sel diminue à l'intérieur de la réserve 7. Il en résulte finalement qu'à partir d'une comparaison de valeurs successives de fréquence moyenne Fm, il est possible de déduire une information 108 concernant un état de remplissage de la réserve 7. [0036] Ces dispositions sont telles qu'à partir d'une comparaison de l'évolution dans le temps d'un certains nombres de critères (temps moyen de montée en pression Tm, temps moyen de retombée en pression Tr, gradient moyen de montée en pression Gm, gradient moyen de retombée en pression Gr, amplitude moyenne de pression Am, fréquence moyenne de variation de pression Fm notamment), la présente invention permet de déduire l'information 108 relative à l'état de remplissage de la réserve 7. [0037] La présente invention permet de déterminer un tel niveau de remplissage durant une phase de roulage du véhicule automobile, ce qui augmente la précision d'une telle mesure. Il en résulte finalement une diminution des opérations de maintenance à partir d'une diminution du nombre de fausses alertes générées par un utilisateur du véhicule soucieux de la quantité restante de réactif réducteur gazeux 5 à l'intérieur de la réserve 7. Il en découle finalement une possibilité offerte par la mise en oeuvre de la présente invention qui permet une réduction volumétrique de la réserve 7 engendrant un gain de poids et un moindre encombrement pour le véhicule automobile.

Claims

REVENDICATIONS1.- Méthode de jaugeage d'une quantité (Q) de sel (8) contenue à l'intérieur d'une réserve (7) d'un réactif réducteur gazeux (5) destiné à être introduit à l'intérieur d'une ligne d'échappement (2) d'un véhicule automobile, une réaction de désorption du sel (8) donnant le réactif réducteur gazeux (5), la réserve (7) étant équipée d'un système de régulation en pression (10) du réactif réducteur gazeux (5) autour d'une pression de consigne (Pc), caractérisée en ce que la méthode comprend une étape de comparaison d'une variation au cours du temps d'au moins un critère relatif à une pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

2.- Méthode selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le critère est un temps moyen de montée en pression (Tm) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

3.- Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le critère est un temps moyen de retombée en pression (Tr) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

4.- Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le critère est un gradient moyen de montée en pression (Gm) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

5.- Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le critère est un gradient moyen de retombée en pression (Gr) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

6.- Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le critère est une amplitude moyenne de pression (Am) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

7.- Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le critère est une fréquence moyenne de variation de pression (Fm) de la pression gazeuse (P) du réactif réducteur gazeux (5) à l'intérieur de la réserve (7).

8.- Dispositif de jaugeage (11) de la quantité (Q) de sel (8) contenue à l'intérieur d'une réserve (7), le dispositif de jaugeage (11) mettant en oeuvre une méthode selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de jaugeage (11) comporte un calculateur (100) qui comprend l'un quelconque au moins : - de premiers moyens de calcul (101) du temps moyen de montée en pression (Tm), - de deuxièmes moyens de calcul (102) du temps moyen de retombée en pression (Tr), - de troisièmes moyens de calcul (103) du gradient moyen de montée en pression (Gm), - de quatrièmes moyens de calcul (104) du gradient moyen de retombée en pression (Gr), - de cinquièmes moyens de calcul (105) de l'amplitude moyenne de pression (Am), - de sixièmes moyens de calcul (106) de la fréquence moyenne de variation de pression (Fm).

9.- Dispositif de jaugeage (11) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le calculateur (100) comprend des moyens de comparaison (107) de variation du temps moyen de montée en pression (Tm), de variation du temps moyen de retombée en pression (Tr), de variation du gradient moyen de montée en pression (Gm), de variation du gradient moyen de retombée en pression (Gr), de variation de l'amplitude moyenne de pression (Am) et/ou de variation de la fréquence moyenne de variation de pression (Fm).

10.- Dispositif de jaugeage (11) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le calculateur (100) comprend des moyens de déduction (109) d'une information (108) relative à l'état de remplissage de la réserve (7) à partir d'une comparaison desdites variations.