FR2974390A1 - Procede de detection de changement de cartouche de reducteur dans un systeme scr, ligne d'echappement et vehicule - Google Patents

Procede de detection de changement de cartouche de reducteur dans un systeme scr, ligne d'echappement et vehicule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détection d'un changement de cartouche d'un réducteur dans un système SCR (10) comportant une pluralité de cartouches (12) et des canalisations (14) reliant les cartouches à un injecteur, caractérisé en ce que le procédé comprend - la régulation de la pression au sein d'une première cartouche alimentant les canalisations (14), la régulation comprenant des phases de montée en pression de la première cartouche, - la montée en pression d'une deuxième cartouche - la détection de l'alimentation des canalisations par la deuxième cartouche par la détection d'une variation de la pression dans les canalisations alors que la première cartouche est en dehors d'une phase de montée en pression. L'invention concerne en outre une ligne d'échappement et un véhicule comportant la ligne d'échappement. Cette invention permet de détecter de manière simple le changement de la cartouche active à l'aide de l'information de pression des canalisations seulement.

Description

PROCEDE DE DETECTION DE CHANGEMENT DE CARTOUCHE DE REDUCTEUR DANS UN SYSTEME SCR, LIGNE D'ECHAPPEMENT ET VEHICULE [0001 L'invention se situe dans le domaine technique du système de post- traitement des oxydes d'azote (NOx) par injection d'un réactif à l'échappement (système SCR - utilisée par la suite - pour « selective catalytic reduction » en anglais ou réduction catalytique sélective), d'un moteur essence ou diesel. Le système SCR a une régulation en pression ainsi qu'une mesure ou une estimation de la pression dans les canalisations. [0002 Il existe aujourd'hui différentes stratégies pour le contrôle du système SCR. Il existe des systèmes comprenant un seul réservoir de réducteur et au moins un capteur de pression en amont du système d'injection. Il existe également des systèmes comprenant un grand réservoir, un plus petit (réservoirs « Main » et « Start-up ») et au moins un capteur de pression en amont du système d'injection. Il existe encore des systèmes comprenant deux réservoirs, deux clapets anti-retour et au moins un capteur de pression en amont du système d'injection. Il existe en outre des systèmes comprenant deux grands réservoirs, un petit réservoir, deux clapets anti-retour et au moins un capteur de pression en amont du système d'injection. [0003] Les documents US 2007 163245, WO 06012903, WO 07000170, WO08077626, DE102001024544, DE102008012543, EP1 977 817, EP 1 992 397, US 2001053342, US 2004045284, WO 03090908 donnent des exemples de systèmes de systèmes de SCR avec réducteur gaz. [0004] Cependant, aucun de ces documents ne permet de détecter de manière simple le changement de la cartouche ou réservoir de réducteur. Il existe donc un besoin pour cela. [0005] Pour cela, l'invention propose un procédé de détection d'un changement de cartouche d'un réducteur dans un système SCR comportant une pluralité de cartouches et des canalisations reliant les cartouches à un injecteur, caractérisé en ce que le procédé comprend - la régulation de la pression au sein d'une première cartouche alimentant les canalisations, la régulation comprenant des phases de montée en pression de la première cartouche, - la montée en pression d'une deuxième cartouche - la détection de l'alimentation des canalisations par la deuxième cartouche par la détection d'une variation de la pression dans les canalisations alors que la première cartouche est en dehors d'une phase de montée en pression. [0006] Selon une variante, la montée en pression des cartouches est réalisée par la chauffe des cartouches. [0007] Selon une variante, le système SCR comporte un organe de contrôle 10 commande qui régule en pression les cartouches et assure la montée en pression des cartouches. [0008] Selon une variante, l'organe de contrôle commande régule en pression une cartouche à la fois. [0009] Selon une variante, après la détection de l'alimentation des canalisations 15 par la deuxième cartouche, l'organe de contrôle régule la pression de la deuxième cartouche. [0010] Selon une variante, le procédé comprend en outre la mesure par un capteur ou l'estimation de la pression dans les canalisations. [0011] Selon une variante, la pression dans les canalisations correspond à la 20 pression de la cartouche ayant la plus grande pression. [0012] L'invention se rapporte aussi à une ligne d'échappement caractérisée en ce qu'elle comprend : - une tuyauterie de gaz d'échappement, - un système SCR comportant une pluralité de cartouches et des canalisations 25 reliant les cartouches à un injecteur de réducteur dans la tuyauterie de gaz d'échappement et - un organe de contrôle commande pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment. [0013] L'invention se rapporte aussi à un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un moteur alimentant en gaz d'échappement une ligne d'échappement telle que décrite précédemment. [0014] 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 schéma d'un système SCR ; - figure 2, des graphiques montrant la détection du changement de cartouche. [0015] L'invention se rapporte à un procédé de détection d'un changement de cartouche d'un réducteur dans un système SCR comportant une pluralité de cartouches et des canalisations reliant les cartouches à un injecteur. Le procédé comprend la régulation de la pression au sein d'une première cartouche alimentant les canalisations, la régulation comprenant des phases de montée en pression de la première cartouche, la montée en pression d'une deuxième cartouche, la détection de l'alimentation des canalisations par la deuxième cartouche par la détection d'une variation de la pression dans les canalisations alors que la première cartouche est en dehors d'une phase de montée en pression. Cette invention permet de détecter de manière simple le changement de la cartouche active à l'aide de l'information de pression des canalisations seulement. Il n'est donc pas nécessaire d'ajouter des capteurs de pression afin de connaître la pression dans les cartouches. En outre, ceci permet d'éviter une surconsommation électrique qui peut se produire dans les dispositifs de l'art antérieur. [0016] La figure 1 montre un système SCR 10. Le système 10 fait partie d'une ligne d'échappement comprenant une tuyauterie (non représentée) dans laquelle un réducteur est injecté par un injecteur (non représenté). Le système 10 comporte n (n>1) cartouches 12 (121, 122,... 12n) toutes reliées par des canalisations 14. Les canalisations 14 permettent l'acheminement du réducteur vers l'injecteur. La pression dans ces canalisations 14 est connue par mesure à l'aide d'un capteur 16 ou estimation. Chaque cartouche 12 comporte zéro, un ou plusieurs clapets anti- retour 18. Les clapets 18 sont facultatifs. Le système SCR 10 comporte en outre un organe de contrôle commande permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [0017] Les cartouches comprennent un solide enfermant un réducteur gazeux qui est libéré par la montée en pression des cartouches. La montée en pression des cartouches est par exemple obtenue par la chauffe des cartouches. L'élément de chauffe est par exemple un élément externe ou interne à la cartouche et peut être une résistance chauffante. Le solide est par exemple un sel de stockage tel que du chlorure de strontium. Le réducteur est par exemple de l'ammoniac en phase gaz. L'invention décrite est décrite pour une solution SCR ammoniac (gaz), mais peut s'appliquer à l'ensemble des concepts SCR sous forme gazeuse. L'avantage de la forme gazeuse est qu'elle nécessite moins d'énergie pour être libérée qu'un réducteur liquide. [0018] Le contrôle commande du système SCR comporte une régulation en pression des cartouches 12, la pression dans les cartouches n'étant pas connue, seule la pression des canalisations 14 étant connue. La régulation en pression des cartouches comprend des phases de montée en pression des cartouches par chauffe des cartouches 12. Les phases de montée en pression par chauffe sont alternées avec des phases sans chauffage impliquant une baisse de pression. [0019] On considère que la cartouche active est celle qui met en pression les canalisations 14. Lorsque l'organe de contrôle commande souhaite changer de cartouche active, il continue la régulation en pression de la cartouche actuellement active (première cartouche) afin d'assurer les prestations fonctionnelles du système et monte en pression la cartouche prochainement active (deuxième cartouche) jusqu'à détecter une variation significative de la pression alors même que la première cartouche est en dehors d'une phase de montée en pression, c'est-à-dire dans une phase ou la première cartouche n'est pas chauffée. Cette variation correspond au changement effectif de la cartouche active. La cartouche qui montait en pression devient la cartouche active. [0020] Le système SCR comporte plusieurs cartouches 12 mais l'organe de contrôle commande ne peut réguler qu'une seule cartouche 12 à la fois car les pressions des cartouches ne sont pas connues, seule la pression dans les canalisations 14 étant connue. Tout au plus, l'organe peut monter en pression une cartouche tout en régulant une autre en pression. La pression dans les canalisations 14 correspond toujours à la pression de la cartouche 12 ayant la plus grande pression (différence de pression AP du/des clapet(s) 18 inclus). La cartouche active est celle qui met en pression les canalisations. [0021] La variation significative peut être l'accélération de la pression dans les canalisations 14. La chauffe de la cartouche active provoque toujours une accélération positive de la pression. Lorsqu'une accélération positive est détectée alors que la cartouche active n'a pas été chauffée, cette accélération est alors due à la chauffe de la cartouche qui montait en pression et qui devient ainsi active. [0022] La figure 2 montre la détection de la variation de la pression dans les canalisations. La figure 2 montre un graphique en haut relatif à la variation de pression dans les canalisations. La figure 2 montre en dessous un graphique relatif à l'accélération de la pression dans les canalisations. La figure 2 montre encore en dessous un graphique relatif à la mise en pression de la première cartouche 1 qui est celle active. La figure 2 montre un graphique en bas relatif à la mise en pression de la deuxième cartouche 2 qui est destinée à remplacer la cartouche 1 comme cartouche active. Le temps est représenté en abscisse des graphiques. [0023] L'organe de contrôle commande régule la pression via la cartouche 1 et souhaite que la cartouche 2 devienne la cartouche active. [0024] Les flèches 30 et 32 montrent une accélération positive qui est détectée quelques secondes après la chauffe de la cartouche 1. En d'autres termes, le chauffage de la cartouche 1 est mis sur « on » et la cartouche est chauffée. Ceci se traduit par une accélération de la pression visible par deux pics sur le deuxième graphique en partant de celui du haut. La flèche 34 montre une accélération positive qui est détectée alors que la cartouche 1 n'a pas été chauffée. Cette accélération est due à la mise en pression de la cartouche 2 obtenue par la chauffe de la cartouche dont le chauffage est mis sur « on ». Cette accélération signifie que la cartouche 2 devient active et qu'à présent le contrôle commande peut donc réguler la pression sur la cartouche 2. [0025] L'invention se rapporte aussi à un véhicule comprenant un moteur alimentant en gaz d'échappement une ligne d'échappement. La ligne comprend la tuyauterie de gaz d'échappement, le système SCR 10 comportant une pluralité de cartouches 12 et les canalisations 14 reliant les cartouches à un injecteur de réducteur dans la tuyauterie de gaz d'échappement. La ligne comprend aussi l'organe de contrôle commande pour la mise en oeuvre du procédé de détection de changement de cartouche de réducteur.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'un changement de cartouche d'un réducteur dans un système SCR (10) comportant une pluralité de cartouches (12) et des canalisations (14) reliant les cartouches à un injecteur, caractérisé en ce que le procédé comprend - la régulation de la pression au sein d'une première cartouche alimentant les canalisations (14), la régulation comprenant des phases de montée en pression de la première cartouche, - la montée en pression d'une deuxième cartouche - la détection de l'alimentation des canalisations par la deuxième cartouche par la détection d'une variation de la pression dans les canalisations alors que la première cartouche est en dehors d'une phase de montée en pression.
  2. 2. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la montée en pression des cartouches est réalisée par la chauffe des cartouches.
  3. 3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système SCR comporte un organe de contrôle commande qui régule en pression les cartouches (12) et assure la montée en pression des cartouches.
  4. 4. Le procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de contrôle commande régule en pression une cartouche (12) à la fois.
  5. 5. Le procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, après la détection de l'alimentation des canalisations (14) par la deuxième cartouche, l'organe de contrôle régule la pression de la deuxième cartouche.
  6. 6. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre la mesure par un capteur ou l'estimation de la pression dans les canalisations (14).
  7. 7. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pression dans les canalisations (14) correspond à la pression de la cartouche ayant la plus grande pression.
  8. 8. Une ligne d'échappement caractérisée en ce qu'elle comprend : - une tuyauterie de gaz d'échappement,- un système SCR (10) comportant une pluralité de cartouches (12) et des canalisations (14) reliant les cartouches à un injecteur de réducteur dans la tuyauterie de gaz d'échappement et - un organe de contrôle commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une 5 des revendications 1 à 7.
  9. 9. Un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un moteur alimentant en gaz d'échappement une ligne d'échappement selon la revendication 8.
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