FR3066408B1 - Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur thermique - Google Patents

Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur thermique Download PDF

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur thermique (M) comportant, d'amont en aval : • un organe catalyseur de réduction catalytique sélective SCR des NOx par de l'ammoniac et/ou un organe piège à NOx, • un organe (3) de traitement des fuites d'ammoniac, • un capteur d'ammoniac (5), caractérisé en ce que des moyens de chauffage électrique (7) sont disposés après ledit organe de traitement des fuites d'ammoniac et sont associés audit capteur d'ammoniac.

Description

DISPOSITIF DE POST-TRAITEMENT DES GAZ D’ECHAPPEMENT D’UN MOTEUR THERMIQUE
[001] L’invention est relative à des moyens de traitement des polluants des gaz d’échappement des moteurs thermiques. Elle s’intéresse notamment, mais pas seulement, à des moteurs thermiques équipant des véhicules terrestres ou maritimes, et notamment des véhicules automobiles de particulier ou de type véhicule utilitaire. Par soucis de simplicité, l’exemple du moteur thermique équipant un véhicule automobile sera pris dans la suite de ce texte, sans que l’invention ne se limite à cette application.
[002] Les émissions polluantes des moteurs à combustion équipant les véhicules automobiles sont réglementées par des normes. Les polluants réglementés sont, selon la technologie de moteur à combustion considérée, le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures imbrûlés (HC), les oxydes d’azotes (NOx, c’est-à-dire NO et NO2) et les particules (PM), qui sont formés lors de la combustion du carburant dans la chambre de combustion puis émis à l’échappement.
[003] Il est connu d’employer un certain nombre de moyens de dépollution dans la ligne d’échappement des moteurs à combustion pour en limiter les émissions de polluants réglementés. Un catalyseur d’oxydation permet le traitement du monoxyde de carbone, des hydrocarbures imbrûlés, et dans certaines conditions des oxydes d’azote ; un filtre à particules peut être employé pour le traitement des particules de suie.
[004] On désigne de manière générale ce type de dispositif par le terme de dispositif de « post-traitement » des gaz d’échappement.
[005] Pour satisfaire aux normes anti-pollution sur les émissions d’oxydes d’azote (NOx), un système spécifique de post-traitement peut être introduit dans la ligne d’échappement des véhicules, notamment des véhicules équipés de moteurs Diesel. Pour le traitement des oxydes d’azote (NOx), on connaît la technologie dite de réduction catalytique sélective, ou « SCR » pour « Sélective Catalytic Réduction » en anglais, qui consistent à réduire les NOx par introduction d’un agent réducteur (ou d’un précurseur d’un tel agent réducteur) dans les gaz d’échappement par réactions catalysées. Il peut par exemple s’agir d’une solution d’urée, dont la décomposition va permettre l’obtention d’ammoniac qui servira d’agent réducteur, mais également d’un réducteur ou d’un précurseur d’un tel réducteur sous forme gazeuse. On parlera dans la suite du présent document d’une manière générale de « réducteur » pour désigner un agent réducteur ou un précurseur d’agent réducteur.
[006] L’agent réducteur généré permet de réduire les oxydes d’azotes par réaction dans un catalyseur SCR, c'est-à-dire un substrat portant une imprégnation catalytique apte à favoriser la réduction des NOx par l’agent réducteur.
[007] Il existe une autre technologie pour traiter les NOx, qui a recours à un dispositif appelé piège à NOx. Il est généralement constitué d’un support en nid d’abeille de type cordiérite ou carbure de silicium SiC sur lequel est déposée une phase catalytique comprenant des éléments favorisant le stockage tels que, mais pas uniquement, des oxydes simples ou mixtes de baryum et/ou de magnésium. En mélange pauvre, le piège à NOx va stocker les NOx. En mélange riche, le piège à NOx déstocke et traite une partie au moins des NOx en réalisant deux autres réactions en série aboutissant à transformer les NOx en azote.
[008] Les normes européennes, notamment, tendent à devenir de plus en plus sévères. Et les solutions pour réduire les émissions de polluants en sortie de ligne d’échappement pour respecter les normes actuelles se révéleront insuffisantes au vu des évolutions de normes prévues au-delà de 2017.
[009] Pour répondre notamment aux risques d’émissions trop élevées de NOx vis-à-vis de ces futures normes, différentes solutions technologiques et architectures peuvent être envisagées. Elles ont leurs avantages et leurs inconvénients. Mais la technologie de traitement des oxydes d’azote qui paraît la plus efficace est la réduction catalytique sélective (SCR) car elle est efficace dans des plages de température et de débit de gaz plus étendues que celles d’un piège à NOx, l’autre solution de post-traitement des NOx.
[0010] Par ailleurs, s’ajoutent des contraintes d’implantation du dispositif de posttraitement. En effet, de façon générale, les systèmes catalytiques utilisés sont d’autant plus efficaces que la température des gaz d’échappement qui les traversent est élevée (jusqu’à un certain point). Ils s’amorceront alors d’autant plus vite après le démarrage du moteur que la température des gaz d’échappement augmente rapidement. On a donc intérêt à implanter les dispositifs de post-traitement au plus près du moteur, c’est-à-dire au plus près du collecteur des gaz d’échappement, sous capot, alors même que cet environnement est en général très encombré. Les dispositifs de post-traitement se doivent donc d’être aussi compacts que possible sans nuire à leurs performances.
[0011] Il est, par exemple, connu de la demande de brevet WO 2011/089330 un dispositif de post-traitement regroupant dans une même enveloppe plusieurs organes qui vont être successivement traversés par les gaz d’échappement. Il y est proposé, notamment, une série d’organes comprenant d’amont en aval : - un catalyseur d’oxydation, - un injecteur d’agent réducteur de type urée, - un mélangeur dont le rôle est de mélanger intimement les gouttelettes d’urée injectées dans l’enveloppe traversée par les gaz, de façon à se décomposer en ammoniac de manière aussi homogène que possible sur toute la section droite de l’enveloppe, - un organe SCR, - un filtre à particules (appelé FAP par la suite). Il y est également proposé une alternative, consistant à remplacer l’organe SCR et le FAP, par un FAP qui est imprégné d’un catalyseur de réduction des NOx et qui remplit ainsi à la fois la fonction de filtre des suies et de réduction des NOx (appelé SCRF par la suite).
[0012] Un autre exemple de dispositif de post-traitement est décrit dans le brevet WO 2015/181456, où cette fois le traitement des NOx par réduction sélective catalytique SCR se fait par un organe SCR puis par un FAP imprégné d’un catalyseur SCR.
[0013] En outre, des contraintes supplémentaires apparaissent quand le véhicule automobile est un véhicule dit « lourd » (plus de 1500 kg), qu’il soit un véhicule pour particulier ou de type utilitaire. En effet, dans les mêmes conditions de roulage qu’un véhicule moins lourd, le véhicule « lourd » aura des conditions de température plus élevées à l’échappement à gérer, et des quantités plus importantes à traiter de NOx générés dans le moteur. Pour compenser ces émissions de NOx plus élevées, les quantités d’agent réducteur à injecter dans la ligne d’échappement (par exemple de l’urée se décomposant en ammoniac) devront être plus importantes aussi, puisque ces quantités sont dictées par la stœchiométrie des réactions de NOx par l’ammoniac. Les températures plus élevées des gaz en sortie moteur favorisent par ailleurs la thermo-désorption de l’ammoniac stocké dans les organes SCR (et/ou SCRF), et peuvent en outre contribuer à la dégradation de leurs phases catalytiques actives pouvant induire une diminution de leur capacité de stockage en ammoniac. La conjugaison de températures plus élevées et d’une quantité plus importante d’urée (ou d’ammoniac) à injecter sur la ligne induit un risque accru d’émissions d’ammoniac qui n’aurait pas réagi en bout de ligne d’échappement. Or les fuites d’ammoniac en bout de ligne d’échappement sont malodorantes, et peuvent incommoder, notamment si le véhicule est dans un espace confiné de type parking fermé. Les pièges à NOx peuvent aussi tendre à former du NH3, lors des purges NOx.
[0014] Il est connu de la demande de brevet WO 2016/092170 une architecture de dépollution qui propose une réponse, en ajoutant en bout de ligne d’échappement un organe dédié au traitement d’un éventuel excès d’ammoniac non réagi avant qu’il ne s’échappe à l’extrémité de la ligne. Il s’agit notamment d’un organe qui traite l’excès d’ammoniac par oxydation de l’ammoniac en NOx puis par réduction desdits NOx en azote, et que l’on pourra dans la suite du présent texte désigner sous le terme ASC. « ASC » est l’acronyme anglais du terme « Ammonia Slip Catalyst » ou catalyseur des fuites en ammoniac en français.
[0015] Cet organe de traitement des fuites d’ammoniac est performant. Mais comme tous les autres organes visant à traiter les gaz d’échappement, il est utile que l’on puisse diagnostiquer s’il est dans un état de fonctionnement correct, afin de prévenir le cas échéant le conducteur du véhicule.
[0016] Une première solution pour établir ce diagnostic consiste à prévoir un capteur d’ammoniac en sortie de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac, relié à un calculateur : le capteur mesure le niveau d’ammoniac en sortie de l’organe de traitement, remonte l’information au calculateur, en continu ou de façon séquentielle, quand le moteur thermique est en marche. Et en fonction du niveau mesuré, notamment selon qu’il dépasse ou non un seuil donné, le calculateur diagnostique que l’organe ne fonctionne pas, ou qu’il fonctionne de manière dégradée. Il peut alors générer une alerte, par exemple par exemple visuelle, par un affichage au tableau de bord, ou sonore du véhicule.
[0017] Cependant, cette solution n’est pas optimale. En effet, dans certaines conditions de roulage, et notamment au démarrage du moteur du véhicule, les gaz d’échappement traversant le capteur d’ammoniac montent progressivement en température, et pendant un laps de temps variable, dépendant notamment aussi des conditions climatiques du moment (température ambiante, taux d’humidité ambiante), les gaz peuvent rester en-deçà de leur température de rosée dans la ligne d’échappement. Or, tant que cette température (ou point) de rosée n’est pas atteinte au niveau du capteur d’ammoniac, l’humidité contenue dans la ligne d’échappement risque de provoquer la détérioration, voire la casse, du capteur si celui-ci est activé, à cause du choc thermique qu’il subit. Et l’atteinte de cette température prend d’autant plus de temps au niveau de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac que celui-ci (et le capteur d’ammoniac associé) est généralement disposé plutôt en extrémité aval de la ligne d’échappement, donc assez « loin » de la sortie moteur. Pour parer à ce risque, on peut alors différer le diagnostic jusqu’à ce que cette température soit atteinte au niveau du capteur, mais on se prive alors de la possibilité de diagnostic pendant cette période, ce qui est d’autant plus gênant quand le véhicule fait plutôt des trajets courts, de type trajets urbains, où il se peut que la température de rosée ne soit pas systématiquement atteinte à chaque trajet, rendant le diagnostic impossible ou trop rare.
[0018] L’invention a alors pour but de remédier à cet inconvénient. Elle a notamment pour but d’améliorer le fonctionnement du diagnostic d’efficacité de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac d’un dispositif de traitement des gaz d’échappement d’un moteur thermique. Elle a plus particulièrement pour but de permettre d’établir ce diagnostic dans davantage de conditions de fonctionnement du moteur, et davantage de conditions de roulage du véhicule quand le moteur équipe un véhicule automobile.
[0019] L’invention a tout d’abord pour objet un dispositif de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur thermique comportant, d’amont en aval : • un organe catalyseur de réduction catalytique sélective SCR des NOx par de l’ammoniac et/ou un organe piège à NOx, • un organe de traitement des fuites d’ammoniac, • un capteur d’ammoniac, tel que des moyens de chauffage électrique sont disposés après ledit organe de traitement des fuites d’ammoniac et sont associés audit capteur d’ammoniac.
[0020] On comprend par les termes « amont » et « aval » en fonction du sens normal, général, d’écoulement des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement, depuis le collecteur de gaz d’échappement en sortie du moteur jusqu’à la canule d’extrémité de la ligne d’échappement.
[0021] Il s’agit ainsi, dans l’invention, d’ajouter à proximité du capteur d’ammoniac mais en aval de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac des moyens chauffants, à choisir de dimensions compatibles avec leur intégration dans la ligne d’échappement. Des amenées de courants, alimentés en électricité, peuvent ainsi chauffer une ou des résistances par effet Joule, ces résistances étant par exemple placées dans le flux des gaz au niveau ou en amont du capteur, comme cela sera détaillé plus loin. Ces résistances apportent ainsi un surplus de chaleur suffisant pour que les gaz, au niveau du capteur d’ammoniac, parviennent à dépasser le point de rosée le plus rapidement possible, sans avoir à attendre que les gaz d’échappement atteignent naturellement cette température, lors d’un démarrage du moteur par exemple, ou du fonctionnement de celui-ci sur une courte période, à faible régime / en mode ralenti. On peut alors activer le capteur d’ammoniac bien plus tôt, et donc rendre le diagnostic d’efficacité de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac possible sur une plage bien plus large de fonctionnement du moteur, et notamment bien plus vite lors du démarrage du moteur.
[0022] De préférence, le dispositif selon l’invention comprend deux enveloppes comprenant respectivement l’organe catalyseur de réduction catalytique sélective SCR et/ou le piège à NOx et l’organe de traitement des fuites d’ammoniac, et une première conduite raccordant entre elles les deux enveloppes. On peut ainsi, en fonction de l’espace disponible sous le capot moteur ou sous le plancher, quand il s’agit d’un moteur de véhicule automobile, choisir au mieux l’implantation des deux organes en question, en jouant sur le dimensionnement de la conduite de raccordement. Alternativement, l’ensemble des deux organes peut aussi être disposé dans une enveloppe unique, y compris, ou pas, le capteur d’ammoniac [0023] De préférence encore, le dispositif selon l’invention comprend une deuxième conduite raccordant l’enveloppe comprenant l’organe de traitement des fuites à l’extrémité aval de la ligne d’échappement, conduite dans laquelle est disposé le capteur d’ammoniac. Alternativement, le capteur d’ammoniac peut être disposé dans la même enveloppe que l’organe de traitement des fuites. Les moyens de chauffage peuvent aussi être dans la même enveloppe que l’organe de traitement des fuites ou être disposés dans la deuxième conduite.
[0024] Selon un mode de réalisation, les moyens de chauffage électrique selon l’invention sont disposés entre l’organe de traitement des fuites d’ammoniac et le capteur d’ammoniac.
[0025] Selon un autre mode de réalisation, les moyens de chauffage électrique selon l’invention sont disposés au niveau du capteur d’ammoniac.
[0026] On comprend par « disposé au niveau » le fait qu’ils sont au voisinage du capteur, mais pas forcément en amont de celui-ci, ils peuvent par exemple l’entourer au moins partiellement, être en regard de celui-ci, et, en tout état de cause, être disposés vis-à-vis du capteur d’ammoniac de façon à ce qu’ils soient capable de réchauffer les gaz qui vont contacter le capteur.
[0027] Avantageusement, les moyens de chauffage pilotables sont une ou des résistances chauffantes. Le chauffage est obtenu par activation de l’alimentation électrique, simplement par effet Joule.
[0028] Selon une variante, les moyens de chauffage électrique comportent une matrice minérale conductrice électriquement, notamment métallique, destinée à être traversée par les gaz d’échappement et disposée entre l’organe de traitement des fuites d’ammoniac et le capteur d’ammoniac. Les gaz se réchauffent ainsi en la traversant avant d’atteindre le capteur. De préférence, dans ce mode de réalisation, la matrice minérale est disposée dans la deuxième conduite évoquée plus haut, en travers de celle-ci et en amont du capteur d’ammoniac.
[0029] La matrice minérale en question peut se présenter sous la forme d’une grille, d’un réseau de fils conducteurs, d’une paroi munie d’ouvertures, ou sous forme d’un matériau poreux à pores ouvertes, du moment qu’elle autorise les gaz à la traverser sans créer une perte de charge trop importante. Elle peut avoir, de préférence, la même dimension que celle de la section de la conduite dans laquelle elle est disposée, de façon à ce que tout le flux des gaz d’échappement soit contraint de la traverser, ou avoir une dimension inférieure.
[0030] Avantageusement, et selon une autre variante, les moyens de chauffage électrique comportent une résistance chauffante disposée au voisinage du capteur d’ammoniac sous forme d’une gaine métallique ou d’un réseau de fils conducteurs recouvrant localement tout ou partie de la paroi de ladite deuxième conduite. Dans ce cas-là, la résistance chauffante vient chauffer les gaz et également le capteur lui-même.
[0031] De préférence, la résistance chauffante, quelle que soit la façon dont elle est mise en oeuvre, est isolée des parois de la conduite dans laquelle elle est disposée par un matériau isolant électriquement, notamment une nappe isolante.
[0032] Le dispositif de l’invention comprend également, de préférence, des amenées de courant connectées électriquement à la résistance chauffante à travers le matériau isolant. En effet, il est utile de prévoir cette isolation quand les conduites, enveloppes sont métalliques, ce qui est généralement le cas.
[0033] Avantageusement, l’organe de traitement des fuites d’ammoniac est un catalyseur de traitement des fuites d’ammoniac ASC par oxydation de l’ammoniac en NOx puis la réduction desdits NOx en azote.
[0034] L’invention a également pour objet un ensemble comprenant le dispositif de posttraitement tel que décrit plus haut, ledit ensemble comprenant aussi une alimentation électrique pour les moyens de chauffage et une unité de contrôle pilotant l’alimentation électrique des moyens de chauffage, notamment en fonction de la température du capteur d’ammoniac. L’unité de contrôle est de préférence connectée ou intégrée au calculateur de contrôle commande pilotant le moteur thermique.
[0035] L’invention a également pour objet toute ligne d’échappement d’un moteur thermique, qui intègre le dispositif précédemment décrit.
[0036] L’invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre de l’ensemble décrit plus haut, tel que l’unité de contrôle active l’alimentation électrique des moyens de chauffage électrique quand le moteur est en marche et quand la température du capteur d’ammoniac est en-dessous d’une température seuil.
[0037] De préférence, la température seuil en question est la température de rosée des gaz en contact avec le capteur d’ammoniac, ou est voisine de celle-ci.
[0038] On vient donc activer les moyens de chauffage dès que, ou tant que, la température des gaz au contact avec le capteur risque de provoquer de la condensation d’humidité sur le capteur, faussant sa mesure ou risquant même de le détériorer n’est pas dépassée. On peut ainsi avoir un capteur toujours opérationnel, très rapidement dès le démarrage du moteur.
[0039] De préférence, on détermine la température du capteur d’ammoniac par mesure à l’aide d’un capteur de température disposé en amont ou en aval du capteur d’ammoniac, ou par estimation ou à l’aide d’une cartographie.
[0040] L’invention a également pour objet un procédé de diagnostic de présence ou d’intégrité de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac du dispositif de post-traitement décrit plus haut, tel qu’on active les moyens de chauffage électrique quand la température du capteur d’ammoniac est en-dessous d’une température seuil, notamment la température de rosée des gaz au niveau dudit capteur, avant de procéder au diagnostic à l’aide des données recueillies par ledit capteur.
[0041] L’invention est décrite plus en détail ci-après en référence à la figure relative à un mode de réalisation non limitatif se rapportant à un dispositif de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur diesel : - la figure 1 représente très schématiquement un moteur et sa ligne d’échappement d’un véhicule automobile comportant le dispositif de post-traitement selon un exemple de l’invention.
[0042] La figure reste très schématique pour en faciliter la lecture.
[0043] Dans l’invention, et tel que représenté sur la figure 1 à la façon d’un schéma-bloc, on propose un dispositif de traitement selon l’invention des gaz d’échappement d’un moteur thermique M. Ce dispositif est intégré à la ligne d’échappement L raccordée au collecteur des gaz d’échappement du moteur Μ. Il comporte selon le sens d’écoulement des gaz d’échappement (d’amont en aval donc), représenté par les flèches F : un groupement de un ou plusieurs organes de traitement des gaz d’échappement, disposés successivement sur la ligne d’échappement L et référencé sous la référence globale 1. Cette succession d’organes peut notamment comporter successivement : un organe catalyseur d’oxydation, une embouchure d’un moyen d’introduction d’ammoniac, un mélangeur non représenté, un organe SCR dédié, et un filtre à particules muni optionnellement d’un revêtement d’imprégnation SCR. Ces différents organes peuvent être regroupés dans une même enveloppe, ou être répartis dans au moins deux enveloppes distinctes.
[0044] Pour plus de détails sur la composition ou l’agencement de ces différents organes, on pourra avantageusement se reporter aux brevets cités au début du présent texte.
[0045] Dans une enveloppe 2, raccordée à la ligne et aux autres organes disposés en amont de celle-ci par une conduite 4 de façon conventionnelle, est disposé un organe catalyseur de traitement des fuites d’ammoniac 3.
[0046] On rappelle brièvement la constitution et le mode de fonctionnement du catalyseur de traitement des fuites en ammoniac 3. On a ici choisi un organe catalyseur 5 de type ASC, Il présente deux couches d’imprégnation : une couche dite C2 qui assure la fonction d’oxydation du NH3 en NOx et une couche dite C1 qui assure la fonction de réduction des NOx par NH3. La composition des catalyseurs de l’ASC 3 est ainsi la suivante : la couche supérieure C1 (celle qui est en contact avec les gaz d’échappement) correspond à un revêtement catalytique de type SCR et la couche inférieure C2 (celle qui est en contact avec les parois du substrat contient des métaux précieux (de préférence du palladium en très faible quantité) déposés sur alumine. Le fonctionnement de l’organe 3 ASC est le suivant : l’ammoniac résiduel pénètre dans la couche C1 et se stocke dans cette couche en partie. Le reste de l’ammoniac traverse cette couche C1 et pénètre dans la couche C2 dont les métaux précieux (Pd) favorisent l’oxydation de l’ammoniac NH3 en NOx. Lorsque les NOx ressortent du revêtement catalytique SCR de la couche C2, ils repassent nécessairement par la couche C1 où est stocké le NH3. La réaction de réduction des NOx par le NH3 peut alors avoir lieu. Les NOx sont ainsi convertis en azote (N2) avant de ressortir de ce catalyseur 3.
[0047] On prévoit également un capteur d’ammoniac 5 en aval de l’enveloppe 2, dans une conduite 6 raccordant conventionnellement l’enveloppe 2 au reste de la ligne d’échappement vers son extrémité aval.
[0048] On dispose dans cette conduite 6, entre l’enveloppe 2 et le capteur 5, des moyens de chauffage électrique des gaz d’échappement circulant dans cette conduite : il s’agit d’un disque métallique 7 de diamètre identique à celui du diamètre interne de la conduite 6, en amont du capteur 5. Naturellement, les diamètres peuvent être également voisins. Ce disque 7 a une épaisseur allant de quelques millimètres à plusieurs centimètres selon le besoin thermique recherché, il est dans cet exemple d’une épaisseur de 7 à 10 mm. Il présente des orifices traversant son épaisseur sur toute sa section, de façon à présenter des canaux orientés sensiblement perpendiculairement au plan du disque. Il est disposé dans la conduite 6 de façon perpendiculaire à l’axe longitudinal de la conduite en question, l’ensemble du flux des gaz étant contraint de le traverser par ses canaux. Une électrode 8 alimentant le disque 7 en électricité quand l’unité de contrôle UC en décide l’activation par la commande d’un interrupteur non représenté entre l’électrode et une source d’électricité non représentée non plus, qui est notamment une batterie embarquée dans le véhicule. L’interrupteur peut être en tout ou rien ou permettre de moduler l’alimentation électrique. Une nappe isolante électriquement 9 est insérée entre le disque 7 et les parois internes de la conduite 6, l’électrode 8 traversant ladite nappe. En mode activation, de la chaleur est dégagée par effet Joule depuis le disque 7, les gaz se réchauffant en le traversant.
[0049] L’alimentation en électricité peut se faire en 12, 24 ou 48 volts selon la batterie utilisée. La puissance dépend du besoin, allant de quelques centaines de Watts à quelques kilowatts.
[0050] Ce disque chauffant 7 est placé au plus près du capteur d’ammoniac 5, pour limiter au maximum les pertes thermiques des gaz d’échappement entre le disque chauffant et le capteur dans la ligne échappement.
[0051] Dès le démarrage du moteur M, l’unité de contrôle UC impose la chauffe du disque chauffant 7 en activant son alimentation électrique, c’est l’étape 1. Connaissant l’énergie électrique fournie, ainsi que la température des gaz, grâce à la présence d’une sonde de température ou d’un modèle physique calibré, l’unité de contrôle peut à tout moment savoir quelle est la température à proximité du capteur d’ammoniac 5, c’est l’étape 2. Dès qu’un seuil calibré de température est atteint, l’unité de contrôle UC stoppe l’alimentation électrique du disque chauffant 7, et autorise l’utilisation du capteur d’ammoniac 5 :c’est l’étape 3. Dès que les conditions prévues au lancement du diagnostic sont réunies, l’unité de contrôle UC lance le diagnostic, c’est l’étape 4, puis incrémente le compteur de lancement de diagnostic s’il est réussi, c’est l’étape 5. Ces cinq étapes sont représentées à la figure avec des chiffres entourés d’un cercle.
[0052] Le seuil calibré de température correspond généralement au point de rosée ou température de rosée des gaz au voisinage du catalyseur 5, c’est-à-dire est la température la plus basse à laquelle la masse de gaz en question peut être soumise, à pression et humidité données, sans qu'il ne se produise une formation d'eau liquide par saturation.
[0053] En conclusion, grâce aux moyens de chauffage pilotables prévus par l’invention, on garantit un fonctionnement optimum du capteur d’ammoniac, et, par voie de conséquence, une diagnosticabilité accrue du catalyseur de traitement des fuites d’ammoniac.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur thermique (M) comportant, d’amont en aval : • un organe catalyseur de réduction catalytique sélective SCR des NOx par de l’ammoniac et/ou un organe piège à NOx, • un organe (3) de traitement des fuites d’ammoniac, • un capteur d’ammoniac (5), caractérisé en ce que des moyens de chauffage électrique (7) sont disposés après ledit organe de traitement des fuites d’ammoniac et sont associés audit capteur d’ammoniac.
  2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend deux enveloppes comprenant respectivement l’organe catalyseur de réduction catalytique sélective SCR et/ou le piège à NOx et l’organe de traitement des fuites d’ammoniac, et une première conduite (4) raccordant entre elles les deux enveloppes.
  3. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une deuxième conduite (6) raccordant l’enveloppe (2) comprenant l’organe (3) de traitement des fuites à l’extrémité aval de la ligne d’échappement (L), conduite dans laquelle est disposé le capteur d’ammoniac (5).
  4. 4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage électrique (7) sont disposés entre l’organe (3) de traitement des fuites d’ammoniac et le capteur d’ammoniac (5), ou au niveau du capteur d’ammoniac.
  5. 5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de chauffage électrique comportent une matrice minérale conductrice électriquement (7), notamment métallique, destinée à être traversée par les gaz d’échappement et disposée entre l’organe (3) de traitement des fuites d’ammoniac et le capteur d’ammoniac (5).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 3 et la revendication 5, caractérisé en ce que la matrice minérale (7) est disposée dans la deuxième conduite (6) en travers de celle-ci et en amont du capteur d’ammoniac (5).
  7. 7. Dispositif selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la matrice minérale est sous la forme d’une grille, d’un réseau de fils conducteurs, d’une paroi munie d’ouvertures, ou sous forme d’un matériau poreux à pores ouvertes.
  8. 8. Ensemble comprenant le dispositif de post-traitement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend aussi une alimentation électrique pour les moyens de chauffage (7) et une unité de contrôle (UC) pilotant l’alimentation électrique des moyens de chauffage, notamment en fonction de la température du capteur d’ammoniac (5).
  9. 9. Procédé de mise en oeuvre de l’ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’unité de contrôle (UC) active l’alimentation électrique des moyens de chauffage électrique (7) quand le moteur (M) est en marche et quand la température du capteur d’ammoniac (5) est en-dessous d’une température seuil, la dite température seuil étant de préférence la température de rosée des gaz en contact avec le capteur d’ammoniac (5).
  10. 10. Procédé de diagnostic de présence ou d’intégrité de l’organe de traitement des fuites d’ammoniac du dispositif de post-traitement selon l’une des revendication 1 à 7, caractérisé en ce qu’on active les moyens de chauffage électrique (7) quand la température du capteur d’ammoniac (5) est en-dessous d’une température seuil, notamment la température de rosée des gaz au niveau dudit capteur, avant de procéder au diagnostic à l’aide des données recueillies par ledit capteur.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7069770B2 (en) * 2004-08-02 2006-07-04 Delphi Technologies, Inc. Ammonia sensor element, heater, and method for making the same
JP2009103069A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Denso Corp タンク装置および排気浄化システム
US8370017B2 (en) * 2009-07-13 2013-02-05 Ford Global Technologies, Llc Smart vehicle sensor
GB2471998A (en) * 2009-07-17 2011-01-26 Gm Global Tech Operations Inc Exhaust gas sensor
US9038373B2 (en) * 2010-05-03 2015-05-26 Cummins Inc. Ammonia sensor control of an SCR aftertreatment system
JP2013068607A (ja) * 2011-09-05 2013-04-18 Ngk Spark Plug Co Ltd アンモニアガスセンサ
US9162183B2 (en) * 2012-03-06 2015-10-20 Cummins Inc. System and method to manage SCR catalyst NO2/NOX ratio
DE112014006820T5 (de) * 2014-07-18 2017-04-06 Cummins Emission Solutions Inc. Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren mit zwei geregelten Reduktionsmittel-Dosiersystemen

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