FR3020829A1 - Vehicule automobile a autonomie augmentee en reducteur d'oxydes d'azote - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un véhicule automobile comprenant un module de réduction catalytique sélective d'oxyde d'azote (3) et un module d'absorption d'oxyde d'azote à fonctionnement pauvre en mode passif (2), et un organe de commande manuelle (10) configuré pour sélectionner manuellement l'activation du module de réduction catalytique sélective (3) ou l'activation du module d'absorption (2).

Description

VEHICULE AUTOMOBILE A AUTONOMIE AUGMENTEE EN REDUCTEUR D'OXYDES D'AZOTE [0001] L'invention concerne les dispositifs de dépollution des moteurs à combustion de véhicules automobiles, notamment véhicules diesel et lorsque la ligne d'échappement comporte un module de réduction sélective d'oxydes d'azote et un module d'absorption d'oxydes d'azote par fonctionnement pauvre. [0002] On connait les dispositifs de réduction catalytique sélective ou SCR pour « Selective Catalyst Reductio »n selon la terminologie anglophone. On connait également les dispositifs d'absorption d'oxydes d'azote par fonctionnement pauvre ou LNT pour « Lean NOx Trap » selon la terminologie anglophone, littéralement piège pauvre à NOx. [0003] Les moteurs diesel équipés d'un dispositif de réduction catalytique sélective présentent l'avantage d'une économie de carburant du fait d'un fonctionnement en conditions pauvres lequel permet une consommation de carburant optimisée. Cependant, la présence d'un réservoir SCR qui dans la pratique se vide avant les visites de maintenance préprogrammées, obligeant ainsi le conducteur à remplir le réservoir lui-même, peut apparaitre comme une contrainte pour un client potentiel. Or si le réservoir n'est pas rempli régulièrement, le véhicule peut se trouver immobiliser par obligation légale. [0004] Différentes solutions ont été proposées pour passer du mode SCR au mode LNT de manière améliorer l'autonomie du réservoir SCR et/ou à éviter que le véhicule soit bloqué en vertu d'une disposition légale de type anti-pollution. [0005] Le but de l'invention est de proposer un véhicule automobile qui ait un fonctionnement suffisamment efficace pour atteindre un niveau de consommation particulièrement faible, pour présenter une action dépolluante satisfaisante, et qui permette d'éviter au conducteur le désagrément d'un remplissage fréquent d'un réservoir de réducteur d'oxyde d'azote. [0006] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un véhicule automobile comprenant un module de réduction catalytique sélective d'oxyde d'azote et un module d'absorption d'oxyde d'azote à fonctionnement pauvre en mode passif, et un module d'activation du module de réduction catalytique sélective et/ou du module d'absorption, caractérisé en ce que le module d'activation comporte un organe de commande manuelle configuré pour sélectionner manuellement l'activation du module de réduction catalytique sélective ou l'activation du module d'absorption. [0007] Avantageusement, le véhicule comporte un tableau de bord et l'organe de commande manuelle est disposé sur le tableau de bord. [0008] Avantageusement, l'organe de commande manuelle est un tableau d'affichage à commande tactile. [0009] Avantageusement, le véhicule comporte une ligne d'échappement, le module de réduction catalytique sélective et le module d'absorption étant constitués par un même organe monté de manière unitaire sur la ligne d'échappement. [0010] Avantageusement, le véhicule comporte un habitacle et l'organe de commande manuelle est dans l'habitacle. [0011] Avantageusement, le module d'activation est configuré de manière à permettre au conducteur de passer d'un premier mode à un deuxième mode parmi l'activation du module de réduction catalytique sélective et l'activation du module d'absorption, le module d'activation étant configuré pour permettre de repasser ensuite du deuxième mode au premier mode. [0012] Avantageusement, le véhicule comporte un compartiment moteur et l'organe de commande manuelle est dans le compartiment moteur. [0013] Avantageusement, le véhicule comporte un coffre et l'organe de commande manuelle est dans le coffre. [0014] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence à la figure annexée qui représente une ligne d'échappement de moteur à combustion selon un mode de réalisation de l'invention, [0015] Sur la figure annexée, on a représenté une ligne d'échappement s'étendant depuis un bloc moteur référencé 1. La ligne d'échappement comporte successivement un piège à NOx par fonctionnement pauvre 2 en mode passif, un catalyseur de réduction catalytique sélective ou SCR 3, et un filtre à particules de type à suies 4, avec ou sans revêtement de type SCR. La ligne d'échappement comporte également un injecteur d'agent réducteur 5 incluant une sonde de température, un détecteur d'oxydes d'azote 6 disposé entre le catalyseur de réduction catalytique sélective 3 et le filtre à particules 4, lequel détecteur 6 inclut un thermocouple, et un autre détecteur d'oxydes d'azote 7, incluant également un thermocouple, disposé entre le bloc moteur 1 et le piège à oxydes d'azote 2. Un réservoir d'urée 8 approvisionne le dispositif d'injection 5. La ligne d'échappement est pilotée par un calculateur embarqué représenté sous la référence 9. [0016] Un organe de commande 10, ici sous la forme d'un bouton disposé sur le tableau de bord du véhicule, permet d'activer sélectivement le piège à oxydes d'azote 2 ou bien le catalyseur de réduction catalytique sélective 3. Grâce à cet organe de commande, il est proposé au conducteur de décider de lui-même s'il souhaite un fonctionnement à réduction catalytique active ou à piège à oxyde d'azote actif. Le calculateur embarqué 9 et l'organe de commande manuelle constituent donc ici un module d'activation du mode SCR et/ou du mode LNT. [0017] En mode piège à NOx 2 actif, le moteur fonctionne avec une consommation de carburant diesel accrue de l'ordre de 1 à 2 % par rapport au fonctionnement à réduction catalytique. Cependant le conducteur n'a plus à remplir continuellement le réservoir de réducteur d'oxydes d'azote 8. [0018] Le module LNT absorbe les oxydes d'azote aux basses températures. De manière préférentielle, le module LNT comporte des sites de stockage d'oxydes d'azote à basse température qui sont prévus pour libérer les oxydes d'azote à partir de 200°C, de telle sorte que les oxydes d'azote ainsi libérés soient traités par le NH3 pré-stocké dans le module SCR, de sorte que le module SCR traite ces oxydes d'azote, qu'il soit actif ou pas. L'activation du mode LNT, ou passage en mode LNT actif, peut être définie par la présence de phases riches en carburant, avec une valeur du paramètre lambda inférieure à 1. En mode LNT actif, les oxydes d'azote piégés sont transformés in situ avec le HC du fait de la phase de fonctionnement riche. Lorsque le mode LNT n'est pas activé, alors le module LNT se comporte comme un catalyseur de stockage d'oxydes d'azote passif à fonctionnement pauvre. Le mode SCR actif est communément compris comme le fait d'injecter le réducteur d'oxyde d'azote dans le module SCR. [0019] Le conducteur peut avoir une motivation de différents ordres pour souhaiter changer de mode de fonctionnement. Le conducteur peut avoir une activité professionnelle l'empêchant d'avoir accès régulièrement à un approvisionnement en réducteur d'oxyde d'azote. Il en est ainsi lorsque le conducteur se déplace par exemple de l'ouest à l'est au travers de l'Europe, ou par exemple lorsqu'il quitte l'Europe pour l'Afrique, notamment en traversant des zones désertes. Plus généralement, le fait de faire le plein du réservoir de réducteur peut être ressenti comme une contrainte inacceptable. Selon encore un autre scénario, le client peut préférer une augmentation de consommation de l'ordre de 1 à 2 (3/0 en l'échange d'une non-obligation de remplir le réservoir de réducteur d'oxyde d'azote. [0020] Dans le présent exemple de réalisation, le moteur est équipé d'une seule ligne d'échappement laquelle est muni de deux modules séparés 2 et 3 respectivement d'absorption pauvre d'oxyde d'azote et de réduction catalytique sélective. Ces modules peuvent être placés en amont ou en aval du filtre à particules 4. En variante, le module d'absorption et le module de réduction peuvent être constitués d'un même organe lequel est monté de manière unitaire sur la ligne d'échappement. [0021] Le filtre à particules 4 peut être imprégné de réducteur d'oxyde d'azotes, et être équipé ou pas d'un revêtement catalytique. De même, un additif de régénération à suies ou « Soot » selon la terminologie anglophone - peut être utilisé. Le module placé le plus proche du bloc moteur 1, ici le module d'absorption 2, peut contenir des métaux précieux pour la fonction d'élimination des CO et HC et pour la fonction de stockage des oxydes d'azote et de dénitrification. [0022] Les deux fonctions LNT ou PNA - Passive NOx Adsorber selon la terminologie anglophone, c'est-à-dire absorbeur NOx passif - et SCR peuvent avantageusement coexister dans le même revêtement catalytique car les formulations catalytiques deviennent actives seulement sous des conditions de fonctionnement moteur respectivement adéquates. De même un système de recirculation des gaz d'échappement ou EGR pour « Exhaust Gaz Recirculation » selon la terminologie anglophone peut être adopté. Un tel système de recirculation peut être à haute pression ou à basse pression et il peut mettre en oeuvre une recirculation depuis un seul cylindre ou depuis plusieurs cylindres du moteur. Tout type d'agent réducteur d'oxyde d'azote peut être utilisé. La formulation de réduction du module de réduction sélective peut être supportée par un monolithe à flux en paroi classique ou par une structure à circulation de gaz d'échappement la traversant de type filtre à particules. [0023] L'organe d'activation sélective du module d'absorption ou du module de réduction catalytique sélective peut par exemple être un simple bouton, un commutateur, ou encore un écran d'affichage de type à commande tactile. Egalement, une commande dans le logiciel peut être modifiée pour passer d'un système à un autre - par exemple via un garagiste. L'organe de commande peut être placé dans l'habitacle ou dans le compartiment moteur, ou encore dans le coffre du véhicule. [0024] Le réservoir 8 peut être réalisé en métal ou en matériau polymère. Il peut contenir un agent réducteur liquide, gazeux, ou par exemple un gaz à ammoniaque absorbé. Un agent réducteur quelconque peut être utilisé pour être introduit dans la ligne d'échappement. Des exemple typiques sont CO, HC, les alcools, glycols, glycerols, esters, acides, ammoniaques, ammonium, hydroxyde, urée, guanidine, sels de guanidium, etc. [0025] Grace à un tel dispositif, le conducteur a le choix quant à la façon dont il souhaite adapter sa stratégie de dénitrification, selon qu'il est prêt à accepter une petite pénalité en matière de consommation de carburant ou qu'il souhaite optimiser sa consommation de carburant mais en remplissant régulièrement le réservoir d'agent réducteur. [0026] Un tel dispositif offre une solution temporaire pour le conducteur ayant une activité l'amenant dans des zones où l'agent réducteur d'oxyde d'azote n'est pas aisément disponible. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour les véhicules hybrides à entrainement diesel et électrique.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Véhicule automobile comprenant un module de réduction catalytique sélective d'oxyde d'azote (3) et un module d'absorption d'oxyde d'azote à fonctionnement pauvre en mode passif (2), et un module d'activation du module de réduction catalytique sélective et/ou du module d'absorption (9,10), caractérisé en ce que le module d'activation (9,10) comporte un organe de commande manuelle (10) configuré pour sélectionner manuellement l'activation du module de réduction catalytique sélective (3) ou l'activation du module d'absorption (2).
  2. 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule comporte un tableau de bord et l'organe de commande manuelle (10) est disposé sur le tableau de bord.
  3. 3. Véhicule automobile selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de commande manuelle (10) est un tableau d'affichage à commande tactile.
  4. 4. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne d'échappement, le module de réduction catalytique sélective (3) et le module d'absorption (2) étant constitués par un même organe monté de manière unitaire sur la ligne d'échappement.
  5. 5. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule comporte un habitacle et l'organe de commande manuelle (10) est dans l'habitacle.
  6. 6. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module d'activation (9,10) est configuré de manière à permettre au conducteur de passer d'un premier mode à un deuxième mode parmi l'activation du module de réduction catalytique sélective (3) et l'activation du module d'absorption (2), le module d'activation (9,10) étant configuré pour permettre de repasser ensuite du deuxième mode au premier mode.
  7. 7. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule comporte un compartiment moteur et l'organe de commande manuelle (10) est dans le compartiment moteur.
  8. 8. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule comporte un coffre et l'organe de commande manuelle (10) est dans le coffre.
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