FR3116343A1 - Method for managing a device determining the quality of a liquid and device for implementing the method - Google Patents

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Juergen Hanneke
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Abstract

TITRE : Procédé de gestion d’un dispositif déterminant la qualité d’un liquide et dispositif pour la mise en œuvre du procédé Procédé de gestion d’un dispositif (7) pour déterminer la qualité d’un liquide, notamment d’un agent de post-traitement des gaz d’échappement, ayant une unité de contrôle (4) associée à un réservoir (2), ayant au moins un actionneur piézoélectrique (8) pour générer un signal d’ultrasons (11) traversant le liquide, l’actionneur (18) recevant une première tension électrique pour générer le signal d’ultrasons (11). L’actionneur (18) reçoit pour une durée prédéfinie, une seconde tension électrique différente de la première tension pour générer une onde de pression ayant une énergie d’onde dans le liquide résultant de la déformation de l’actionneur (8) produite par cette application, cette énergie étant suffisante pour détacher des éléments parasites (14), notamment des petites bulles de gaz (16) de la surface (14), cette surface étant la surface (14) de l’unité de contrôle (4) située dans le liquide. Figure 1TITLE: Method for managing a device determining the quality of a liquid and device for implementing the method Method for managing a device (7) for determining the quality of a liquid, in particular of a exhaust gas after-treatment, having a control unit (4) associated with a reservoir (2), having at least one piezoelectric actuator (8) for generating an ultrasound signal (11) passing through the liquid, the actuator (18) receiving a first electrical voltage to generate the ultrasound signal (11). The actuator (18) receives for a predefined duration, a second electrical voltage different from the first voltage to generate a pressure wave having a wave energy in the liquid resulting from the deformation of the actuator (8) produced by this application, this energy being sufficient to detach parasitic elements (14), in particular small gas bubbles (16) from the surface (14), this surface being the surface (14) of the control unit (4) located in the liquid. Figure 1

Description

Procédé de gestion d’un dispositif déterminant la qualité d’un liquide et dispositif pour la mise en œuvre du procédéMethod for managing a device determining the quality of a liquid and device for implementing the method

DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d’un dispositif pour déterminer la qualité d’un liquide, notamment d’un agent de post-traitement des gaz d’échappement, le dispositif ayant une unité de contrôle associée au réservoir contenant le liquide, et un actionneur piézoélectrique pour générer un signal d’ultrasons traversant le liquide, l’actionneur recevant une tension électrique pour générer le signal d’ultrasons.The present invention relates to a method for managing a device for determining the quality of a liquid, in particular of an exhaust gas post-treatment agent, the device having a control unit associated with the reservoir containing the liquid, and a piezoelectric actuator for generating an ultrasonic signal passing through the liquid, the actuator receiving an electrical voltage to generate the ultrasonic signal.

L’invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre d’un tel procédé.The invention also relates to a device for implementing such a method.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Le principe des procédés et dispositifs du type défini ci-dessus sont connus selon l’état de la technique. Les véhicules équipés de moteurs à combustion, notamment de moteurs diesel doivent, pour respecter la réglementation, réduire les oxydes d’azote contenus dans les gaz d’échappement. Pour cela, on utilise des systèmes de post-traitement des gaz d’échappement qui réduisent les oxydes d’azote de manière sélective avec de l’ammoniac pour former de l’azote. L’agent réducteur utilisé est une solution aqueuse d’urée que l’on introduit dans la conduite des gaz d’échappement en amont d’un catalyseur. La solution d’urée développe de l’ammoniac en amont du catalyseur et/ou dans celui-ci et cet ammoniac permet finalement de réduire les oxydes d’azote dans les gaz d’échappement.The principle of the methods and devices of the type defined above are known according to the state of the art. Vehicles equipped with combustion engines, in particular diesel engines, must, in order to comply with the regulations, reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gases. For this, exhaust gas aftertreatment systems are used that selectively reduce nitrogen oxides with ammonia to form nitrogen. The reducing agent used is an aqueous urea solution which is introduced into the exhaust gas pipe upstream of a catalyst. The urea solution develops ammonia upstream of the catalyst and/or in it and this ammonia ultimately reduces the nitrogen oxides in the exhaust gases.

Pour garantir le bon fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement, l’agent réducteur doit être disponible en quantité et qualité suffisantes dans le réservoir. L’efficacité du système de post-traitement des gaz d’échappement des gaz d’échappement diminue lorsque la qualité de l’agent réducteur est faible, notamment à cause de la faible concentration en agent réducteur, en particulier de l’urée dans le liquide. C’est pourquoi il est très important de surveiller la qualité, c’est-à-dire la concentration de l’agent réducteur et de garantir notamment la fiabilité du fonctionnement du dispositif assurant cette surveillance.To ensure the correct operation of the exhaust gas after-treatment system, the reducing agent must be available in sufficient quantity and quality in the tank. The efficiency of the exhaust gas after-treatment system decreases when the quality of the reducing agent is low, especially because of the low concentration of reducing agent, especially urea in the liquid. This is why it is very important to monitor the quality, i.e. the concentration of the reducing agent and to guarantee in particular the reliability of the operation of the device providing this monitoring.

Les procédés actuels pour déterminer et pour surveiller la concentration de l’agent réducteur utilisent des mesures de concentration avec des ultrasons. Les dispositifs qui appliquent ces procédés ont une unité de contrôle installée habituellement dans le réservoir. L’unité de contrôle comporte un actionneur piézoélectrique pour générer un signal d’ultrasons traversant le liquide lorsque l’actionneur reçoit une tension électrique ; un récepteur d’ultrasons saisit le temps de parcours du signal d’ultrasons à travers le liquide. Souvent, l’émetteur et le récepteur d’ultrasons sont un seul composant, à savoir, un actionneur piézoélectrique ou convertisseur d’ultrasons. Pour renvoyer le signal d’ultrasons émis vers le récepteur, il est en outre connu d’utiliser au moins un élément réfléchissant installé dans ou sur le réservoir. On obtient la concentration en agent réducteur dans le liquide à partir du temps de parcours mesuré du signal d’ultrasons entre l’émission et la réception et de la longueur géométrique connue du trajet, qui donnent la vitesse du son dans le liquide et ainsi la concentration de l’agent réducteur dans le liquide.Current methods for determining and monitoring the concentration of the reducing agent use concentration measurements with ultrasound. Devices that apply these methods have a control unit usually installed in the tank. The control unit includes a piezoelectric actuator to generate an ultrasonic signal passing through the liquid when the actuator receives an electrical voltage; an ultrasonic receiver records the travel time of the ultrasonic signal through the liquid. Often the ultrasonic transmitter and receiver are a single component, i.e., a piezoelectric actuator or ultrasonic converter. To return the ultrasound signal emitted to the receiver, it is also known to use at least one reflective element installed in or on the tank. The concentration of reducing agent in the liquid is obtained from the measured travel time of the ultrasound signal between emission and reception and the known geometric length of the path, which give the speed of sound in the liquid and thus the concentration of the reducing agent in the liquid.

Mais, si des éléments parasites occupent la surface réfléchissante ou autre surface située sur le trajet du signal d’ultrasons, le résultat de la mesure risque d’être faussé. C’est ainsi que, par exemple, au remplissage du réservoir avec l’agent réducteur, des éléments parasites sous la forme de petites bulles de gaz et/ou de particules de saletés apportées par le liquide s’accrochent, en particulier, sur les surfaces de l’unité de contrôle se trouvant sur le trajet du signal d’ultrasons ou encore qui se déposent et qui peuvent ainsi perturber le signal d’ultrasons.However, if stray elements occupy the reflective surface or other surface located in the path of the ultrasonic signal, the measurement result may be distorted. Thus, for example, when filling the tank with the reducing agent, parasitic elements in the form of small gas bubbles and/or dirt particles introduced by the liquid cling, in particular, to the surfaces of the control unit which are in the path of the ultrasound signal or which deposit and which can thus disturb the ultrasound signal.

EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTIONDESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION

Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet un procédé de gestion d’un dispositif pour déterminer la qualité d’un liquide, notamment d’un agent de post-traitement des gaz d’échappement, le dispositif ayant au moins une unité de contrôle associée à un réservoir contenant le liquide, au moins un actionneur piézoélectrique pour générer un signal d’ultrasons traversant le liquide, cet actionneur recevant une première tension électrique pour générer le signal d’ultrasons, ce procédé étant caractérisé en ce que l’actionneur reçoit pour une durée prédéfinie, une seconde tension électrique différente de la première tension pour générer une onde de pression ayant une énergie d’onde dans le liquide, résultant de la déformation de l’actionneur produite par cette application, cette énergie étant suffisante pour détacher des éléments parasites, notamment des petites bulles de gaz de la surface qui est la surface de l’unité de contrôle située dans le liquide.To remedy these drawbacks, the subject of the present invention is a method for managing a device for determining the quality of a liquid, in particular of an agent for post-treatment of exhaust gases, the device having at least one control unit associated with a reservoir containing the liquid, at least one piezoelectric actuator for generating an ultrasound signal passing through the liquid, this actuator receiving a first electrical voltage to generate the ultrasound signal, this method being characterized in that the the actuator receives for a predefined duration, a second electrical voltage different from the first voltage to generate a pressure wave having a wave energy in the liquid, resulting from the deformation of the actuator produced by this application, this energy being sufficient to detach parasitic elements, in particular small gas bubbles from the surface which is the surface of the control unit located in the liquid.

Le procédé selon l’invention a l’avantage d’éliminer simplement les éléments parasites et de garantir la précision de la mesure faite avec le signal d’ultrasons, c’est-à-dire le caractère représentatif de la mesure du temps de parcours, à long terme. Le procédé est appliqué par le même dispositif que celui qui détermine la concentration de l’agent réducteur ce qui évite un dispositif supplémentaire pour éliminer les éléments parasites. On a, en outre, l’avantage de ne pas avoir besoin de moyens compliqués tels que, par exemple, ouvrir le réservoir pour éliminer les éléments parasites.The method according to the invention has the advantage of simply eliminating the parasitic elements and of guaranteeing the precision of the measurement made with the ultrasound signal, that is to say the representative character of the measurement of the travel time. , long-term. The process is applied by the same device as that which determines the concentration of the reducing agent, which avoids an additional device to eliminate parasitic elements. There is also the advantage of not needing complicated means such as, for example, opening the tank to eliminate parasitic elements.

A cet effet, selon l’invention, l’actionneur est sollicité pendant une durée prédéfinie par une seconde tension électrique, différente de la première tension électrique, servant à la mesure, pour alors produire une déformation de l’actionneur par cette application pour générer une onde de pression dans le liquide avec une énergie d’onde suffisante pour détacher ou décrocher les éléments parasites occupant la surface de l’unité de contrôle exposée au liquide. Si les éléments parasites sont de petites bulles de gaz, le procédé selon l’invention est particulièrement efficace. Notamment, on choisit la durée prédéfinie en fonction de la situation respective pour décrocher aussi complètement que possible les éléments parasites. Cette durée prédéfinie se situe dans une plage allant de fractions de seconde jusqu’à plusieurs secondes ou minutes.To this end, according to the invention, the actuator is stressed for a predefined period by a second electric voltage, different from the first electric voltage, used for the measurement, to then produce a deformation of the actuator by this application to generate a pressure wave in the liquid with sufficient wave energy to detach or unhook the parasitic elements occupying the surface of the control unit exposed to the liquid. If the parasitic elements are small gas bubbles, the method according to the invention is particularly effective. In particular, the predefined duration is chosen as a function of the respective situation in order to unhook the parasitic elements as completely as possible. This preset duration is in the range from fractions of a second to several seconds or minutes.

Selon un développement préférentiel de l’invention, l’actionneur est sollicité par la seconde tension pour qu’à l’intérieur de la période prédéfinie, l’actionneur ne soit déformé qu’une seule fois et qu’il ne génère ainsi qu’une onde de pression pour détacher les éléments parasites. Cette durée prédéfinie est choisie pour suffire juste pour produire une unique déformation de l’actionneur. L’onde de pression est, de préférence, une brève impulsion de pression qui notamment agite le liquide. Il en résulte l’avantage de détacher de manière garantie les éléments parasites dans un bref intervalle et notamment de détacher également d’autres éléments parasites tels que des particules de saleté de la surface.According to a preferred development of the invention, the actuator is stressed by the second voltage so that within the predefined period, the actuator is only deformed once and thus only generates a pressure wave to detach the parasitic elements. This predefined duration is chosen to be sufficient just to produce a single deformation of the actuator. The pressure wave is preferably a short pressure pulse which in particular agitates the liquid. This results in the advantage of guaranteed detachment of interfering elements within a short time and in particular also of detaching other interfering elements such as dirt particles from the surface.

Selon un développement préférentiel de l’invention, on sollicite l’actionneur avec la seconde tension pour qu’à l’intérieur de la période prédéfinie, il se forme au moins une onde fixe (onde stationnaire) qui déforme les petites bulles de gaz occupant la surface. Contrairement au développement décrit précédemment, l’actionneur sera déformé plusieurs fois au cours de cette période notamment de manière régulière pour développer une onde stationnaire ou onde de pression. Les éléments parasites sont des petites bulles de gaz qui résultent, par exemple, d’une opération de mesure précédente et d’une onde fixe précédente de sorte que maintenant cette autre onde fixe différente de l’onde fixe précédente, déforme, par exemple, réduit ou agrandit et sollicite ainsi le décrochage de la surface. En particulier, les petites bulles de gaz se déplacent vers les nœuds de l’onde stationnaire pour se réunir et remonter vers la surface du liquide du fait de l’augmentation de la poussée ascensionnelle produite par le regroupement des petites bulles.According to a preferred development of the invention, the actuator is stressed with the second voltage so that, within the predefined period, at least one fixed wave is formed (standing wave) which deforms the small gas bubbles occupying the surface. Contrary to the development described above, the actuator will be deformed several times during this period, notably in a regular manner to develop a standing wave or pressure wave. The parasitic elements are small gas bubbles which result, for example, from a previous measurement operation and from a previous fixed wave so that now this other fixed wave different from the previous fixed wave, deforms, for example, reduces or enlarges and thus encourages the unhooking of the surface. In particular, the small gas bubbles move towards the nodes of the standing wave to reunite and rise towards the surface of the liquid due to the increase in the buoyancy produced by the grouping of the small bubbles.

Selon un développement préférentiel de l’invention, le procédé est appliqué régulièrement. En particulier, le procédé est exécuté dans des intervalles prédéfinis qui sont de préférence adaptés individuellement à chaque dispositif et/ou au liquide du réservoir. Il en résulte l’avantage d’assurer ainsi un entretien de routine ou régulier du dispositif et de garantir son bon fonctionnement.According to a preferred development of the invention, the method is applied regularly. In particular, the method is carried out in predefined intervals which are preferably individually adapted to each device and/or to the liquid in the reservoir. This has the advantage of ensuring routine or regular maintenance of the device and guaranteeing its proper functioning.

Selon un développement préférentiel de l’invention, on surveille l’occupation de la surface par des éléments parasites et en fonction de cette surveillance, on génère un message de défaut. Ce message de défaut est notamment généré si, par la surveillance, on constate le dépassement d’une valeur limite (seuil) prédéfinie d’éléments parasites sur la surface. De façon préférentielle, il est ainsi prévu que le dispositif conçu spécialement pour appliquer le procédé selon l’invention effectue cette surveillance et comporte des moyens de surveillance. Le message de défaut est notamment un message optique et/ou acoustique destiné à l’utilisateur, par exemple, au conducteur du véhicule équipé du dispositif en générant un signal perceptible par celui-ci. Il en résulte l’avantage de pouvoir observer la quantité d’éléments parasites qui occupent la surface et prévoir d’éventuelles détériorations.According to a preferred development of the invention, the occupation of the surface by parasitic elements is monitored and, depending on this monitoring, a fault message is generated. This fault message is generated in particular if, by monitoring, it is observed that a predefined limit value (threshold) of parasitic elements on the surface has been exceeded. Preferably, it is thus provided that the device specially designed to apply the method according to the invention performs this monitoring and includes monitoring means. The fault message is in particular an optical and/or acoustic message intended for the user, for example, the driver of the vehicle equipped with the device by generating a signal perceptible by the latter. This results in the advantage of being able to observe the quantity of parasitic elements which occupy the surface and predict any deterioration.

Selon un développement préférentiel de l’invention, on applique le procédé en cas de message de défaut. Le procédé est, de préférence, automatisé, c’est-à-dire qu’il sera effectué sans nécessiter une confirmation manuelle de l’utilisateur, ce qui garantit ainsi le bon fonctionnement du dispositif et la fiabilité de la détermination de la qualité du liquide.According to a preferred development of the invention, the method is applied in the event of a fault message. The method is preferably automated, i.e. it will be carried out without requiring manual confirmation from the user, which thus guarantees the correct operation of the device and the reliability of the determination of the quality of the liquid.

Selon un développement préférentiel de l’invention, la seconde tension est une tension alternative de fréquence prédéfinie. La tension alternative permet de bien exciter l’actionneur pour avoir la déformation voulue. Ainsi, par comparaison avec une tension continue, on a l’avantage d’une déformation plus grande, c’est-à-dire plus forte de l’actionneur et de produire ainsi une énergie d’onde plus importante. En variante, la seconde tension est une tension continue.According to a preferred development of the invention, the second voltage is an alternating voltage of predefined frequency. The alternating voltage makes it possible to excite the actuator to obtain the desired deformation. Thus, in comparison with a DC voltage, there is the advantage of a larger, i.e. stronger, deformation of the actuator and thus of producing a greater wave energy. Alternatively, the second voltage is a DC voltage.

Selon un développement préférentiel de l’invention, la fréquence de la tension alternative est choisie ou réglée pour correspondre à la fréquence propre de l’actionneur. La déformation résultante de l’actionneur est ainsi particulièrement importante, notamment aussi grande que possible de sorte que l’onde de pression produite aura une énergie particulièrement élevée.According to a preferred development of the invention, the frequency of the alternating voltage is chosen or adjusted to correspond to the natural frequency of the actuator. The resulting deformation of the actuator is thus particularly large, in particular as large as possible so that the pressure wave produced will have a particularly high energy.

Selon un développement préférentiel de l’invention, la fréquence de la tension alternative varie au moins une fois. Ainsi, pendant l’application du procédé selon l’invention, c’est-à-dire lorsqu’on applique à l’actionneur, la seconde tension électrique, on fait varier, c’est-à-dire augmenter et/ou diminuer au moins une fois la fréquence de la seconde tension par rapport à sa fréquence de départ. On génère ainsi différentes ondes de pression ayant des amplitudes différentes et/ou des vitesses de circulation différentes et ainsi des énergies d’onde différentes pour la mise en œuvre du procédé. En particulier, on choisit une période suffisamment longue pour générer un nombre aussi grand que possible d’ondes de pression différentes. Il en résulte l’avantage de pouvoir détacher ou décrocher différents types d’éléments parasites, notamment des petites bulles de gaz de tailles différentes et/ou des particules de saletés de la surface.According to a preferred development of the invention, the frequency of the alternating voltage varies at least once. Thus, during the application of the method according to the invention, that is to say when the second electric voltage is applied to the actuator, one varies, that is to say increase and/or decrease at least once the frequency of the second voltage relative to its starting frequency. Different pressure waves are thus generated with different amplitudes and/or different circulation velocities and thus different wave energies for the implementation of the method. In particular, a period long enough to generate as many different pressure waves as possible is chosen. This has the advantage of being able to detach or detach different types of parasitic elements, in particular small gas bubbles of different sizes and/or dirt particles from the surface.

Le dispositif de détermination de qualité d’un liquide selon l’invention avec les caractéristiques telles que définies, présente au moins une unité de contrôle placée dans le réservoir contenant le liquide et ayant au moins un actionneur piézoélectrique pour générer un signal d’ultrasons et au moins une surface située dans le liquide lorsque le dispositif est utilisé normalement ainsi qu’un appareil de commande pour gérer le dispositif et qui se caractérise en ce qu’il est spécialement conçu pour appliquer le procédé de l’invention. Il en résulte les avantages déjà cités.The device for determining the quality of a liquid according to the invention with the characteristics as defined, has at least one control unit placed in the tank containing the liquid and having at least one piezoelectric actuator for generating an ultrasound signal and at least one surface located in the liquid when the device is used normally as well as a control device for managing the device and which is characterized in that it is specially designed to apply the method of the invention. This results in the advantages already mentioned.

Selon un développement préférentiel de l’invention, la surface se trouve sur le trajet du signal d’ultrasons et cette surface est réalisée de manière à réfléchir ou à transmettre le signal d’ultrasons. La surface est notamment celle d’un élément réfléchissant qui réfléchit le signal d’ultrasons ou encore la surface de l’unité réceptrice recevant le signal d’ultrasons. Ainsi, le procédé selon l’invention permet de dégager les éléments parasites de la surface qui est particulièrement importante fonctionnellement pour le bon fonctionnement du dispositif, c’est-à-dire pour déterminer la qualité du liquide. Ainsi, le fonctionnement du dispositif est toujours garanti.According to a preferred development of the invention, the surface is in the path of the ultrasound signal and this surface is made in such a way as to reflect or transmit the ultrasound signal. The surface is in particular that of a reflective element which reflects the ultrasound signal or the surface of the receiver unit receiving the ultrasound signal. Thus, the method according to the invention makes it possible to release the parasitic elements from the surface which is particularly functionally important for the proper functioning of the device, that is to say for determining the quality of the liquid. Thus, the operation of the device is always guaranteed.

Selon un développement préférentiel de l’invention, la surface présente au moins par endroit des microstructures ayant des arêtes vives. Cela permet de décrocher particulièrement bien les éléments parasites qui se trouvent sur la surface.According to a preferred development of the invention, the surface has at least in places microstructures having sharp edges. This makes it possible to unhook the parasitic elements which are on the surface particularly well.

De façon préférentielle, les microstructures correspondent à un bossage pyramidal avec des arêtes vives orientées selon une orientation prédéfinie. Cela signifie que les microstructures sont réalisées ou optimisées spécialement pour assurer un excellent décrochage des éléments parasites. En particulier, plusieurs bossages pyramidaux de même forme constituent les microstructures. Il en résulte l’avantage de pouvoir réaliser simplement les microstructures et d’optimiser ainsi le décrochage des éléments parasites.Preferably, the microstructures correspond to a pyramidal boss with sharp edges oriented according to a predefined orientation. This means that the microstructures are specially made or optimized to ensure excellent pick-up of parasitic elements. In particular, several pyramidal bosses of the same shape constitute the microstructures. This results in the advantage of being able to simply produce the microstructures and thus optimize the removal of parasitic elements.

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’un procédé de gestion d’un dispositif de détermination de la qualité d’un liquide selon l’invention ainsi qu’un dispositif pour la mise en œuvre du procédé représenté dans les dessins annexés dans lesquels :The present invention will be described below in more detail with the aid of a method for managing a device for determining the quality of a liquid according to the invention as well as a device for implementing the method shown in the accompanying drawings in which:

vue schématique de côté d’un dispositif de détermination de qualité selon l’invention, schematic side view of a quality determination device according to the invention,

vue de détail à échelle agrandie d’une partie du dispositif présenté à la , detailed view on an enlarged scale of part of the device presented at the ,

ordinogramme pour décrire un exemple de procédé selon l’invention de gestion du dispositif. flowchart to describe an example of a method according to the invention for managing the device.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATIONDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

La montre une vue de côté simplifiée d’un dispositif de réservoir 1 selon l’invention d’un système de post-traitement des gaz d’échappement d’un véhicule automobile. Le dispositif 1 comporte un réservoir 2 contenant un agent de post-traitement de gaz d’échappement, liquides, notamment un agent réducteur 3. Le dispositif de réservoir 1 comporte en outre un module de prélèvement non représenté ici comportant une installation de transfert qui permet d’aspirer l’agent réducteur 3 du réservoir 2 et de le transférer par une conduite non représenté, par exemple, vers une soupape de dosage non représentée ici. En option, il est également prévu un système de chauffage non représenté ainsi qu’une installation de filtre non représentée, associée au dispositif de réservoir. L’agent réducteur 3 est notamment une solution aqueuse d’urée 3 injectée dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, en amont d’un catalyseur pour réduire, dans le catalyseur, les oxydes d’azote avec les gaz d’échappement. Une unité de contrôle 4 installée dans le réservoir 2 sur le fond 5 du réservoir 2 détermine la concentration de l’urée dans la solution. L’unité de contrôle 4 constitue avec un appareil de commande 6, un dispositif 7 pour déterminer la qualité de l’agent réducteur 3 dans le réservoir 2. L’appareil de commande 6 est conçu tout particulièrement pour appliquer le procédé décrit ci-après.The shows a simplified side view of a tank device 1 according to the invention of a motor vehicle exhaust gas post-treatment system. The device 1 comprises a tank 2 containing a liquid exhaust gas post-treatment agent, in particular a reducing agent 3. The tank device 1 further comprises a sampling module, not shown here, comprising a transfer installation which allows to suck the reducing agent 3 from the tank 2 and to transfer it through a pipe not shown, for example, to a metering valve not shown here. As an option, there is also provided a heating system, not shown, as well as a filter installation, not shown, associated with the reservoir device. The reducing agent 3 is in particular an aqueous solution of urea 3 injected into the exhaust gases of an internal combustion engine, upstream of a catalyst to reduce, in the catalyst, the nitrogen oxides with the gases exhaust. A control unit 4 installed in tank 2 on the bottom 5 of tank 2 determines the concentration of urea in the solution. The control unit 4 forms, together with a control device 6, a device 7 for determining the quality of the reducing agent 3 in the tank 2. The control device 6 is particularly designed to apply the method described below. .

L’unité de contrôle 4 comporte un actionneur piézoélectrique 8 commandé par l’appareil de commande 6. L’actionneur 8 se compose d’une piézo-céramique 9 qui se déforme mécaniquement du fait de ses propriétés piézoélectriques lorsque l’actionneur est sollicité par une tension électrique. La piézo-céramique 9 présentée ici est enveloppée complètement dans une enveloppe 10 en époxyde et qui sert notamment à protéger la piézo-céramique 9 contre les propriétés corrosives de l’agent réducteur 3. Ainsi, la piézo-céramique 9 en combinaison avec l’enveloppe 10 de l’actionneur piézo-électrique 8 forme le convertisseur à ultrasons. L’actionneur 8 est ainsi réalisé à la fois pour gérer l’actionneur 8 commandé par l’appareil de commande 6, avec une première tension électrique de sorte que le signal d’ultrasons 11 parcourt l’agent réducteur 3. L’unité de vérification 4 comporte en outre un élément réflecteur 13 prévu en un point avec un revêtement en matière plastique. L’élément réflecteur 13 forme avec une surface supérieure 14 couchée ou réalisée de manière réfléchissante en tenant compte d’une surface 14 réalisée pour être à l’état couché ou à l’état réfléchissant par au moins une surface supérieure 14 réalisée dans le chemin de circulation du signal ultrasons 11. L’élément réfléchissant 13 est associé à l’actionneur 8 et forme ainsi le signal d’ultrasons 11 généré en retour avec l’actionneur 8. Le signal d’ultrasons 11 géré est réfléchi en retour vers l’actionneur 8. L’élément réflecteur 13 se réalise en un matériau métallique, notamment en un acier. La surface supérieure 14 est munie en option d’un revêtement compatible avec révolution actuelle. La surface supérieure 14 du revêtement incliné, fonctionnel, est prévue en option avec les premières caractéristiques. L’ensemble de l’unité de contrôle 4, c’est-à-dire l’actionneur 8 et aussi l’élément réflecteur 13 prévu sur le support de matière plastique 12 sont complètement à l’intérieur de l’agent réducteur 3, dans le réservoir 2.The control unit 4 comprises a piezoelectric actuator 8 controlled by the control device 6. The actuator 8 consists of a piezo-ceramic 9 which is mechanically deformed due to its piezoelectric properties when the actuator is acted upon by an electrical voltage. The piezo-ceramic 9 presented here is completely enveloped in an envelope 10 made of epoxy and which serves in particular to protect the piezo-ceramic 9 against the corrosive properties of the reducing agent 3. Thus, the piezo-ceramic 9 in combination with the casing 10 of piezoelectric actuator 8 forms the ultrasonic converter. The actuator 8 is thus produced both to manage the actuator 8 controlled by the control device 6, with a first electrical voltage so that the ultrasound signal 11 travels through the reducing agent 3. The unit of verification 4 further comprises a reflective element 13 provided at one point with a plastic coating. The reflective element 13 forms with an upper surface 14 lying or made in a reflective manner taking into account a surface 14 made to be in the lying state or in the reflecting state by at least one upper surface 14 made in the path circulation of the ultrasound signal 11. The reflective element 13 is associated with the actuator 8 and thus forms the ultrasound signal 11 generated in return with the actuator 8. The managed ultrasound signal 11 is reflected back towards the actuator 8. The reflective element 13 is made of a metallic material, in particular steel. The upper surface 14 is optionally provided with a coating compatible with the current revolution. The upper surface 14 of the sloped, functional covering is optionally provided with the first characteristics. The entire control unit 4, i.e. the actuator 8 and also the reflector element 13 provided on the plastic support 12 are completely inside the reducing agent 3, in tank 2.

Selon une variante de réalisation non représentée, de préférence au moins l’actionneur 8 est à l’extérieur du réservoir 2 ; pour la transmission du signal d’ultrasons 11, cette forme de réalisation est reliée dans l’agent réducteur 3 avec le réservoir 2.According to a variant embodiment not shown, preferably at least the actuator 8 is outside the tank 2; for the transmission of the ultrasound signal 11, this embodiment is connected in the reducing agent 3 with the tank 2.

Selon une autre variante non représentée, l’unité de contrôle 4 a un élément réfléchissant 13 réalisé uniquement comme actionneur 8 pour seulement gérer un signal d’ultrasons 11 mais non conçu pour sa réalisation de sorte que l’actionneur 8 n’est pas réalisé comme convertisseur d’ultrasons. Dans ce cas, l’unité de contrôle 4 a une première unité de réception pour recevoir le signal d’ultrasons 11, généré. La surface supérieure 14 de cet exemple de réalisation est, par exemple, associée à l’unité de réception et notamment le signal sonore d’ultrasons 11 est réalisé de façon à faire partie de l’extrémité de transmission.According to another variant not shown, the control unit 4 has a reflective element 13 realized only as an actuator 8 to only manage an ultrasound signal 11 but not designed for its realization so that the actuator 8 is not realized as an ultrasonic converter. In this case, the control unit 4 has a first receiving unit to receive the generated ultrasound signal 11. The upper surface 14 of this example embodiment is, for example, associated with the receiving unit and in particular the ultrasonic sound signal 11 is designed to form part of the transmitting end.

Un procédé de mesure pour déterminer la qualité d’un liquide en utilisant un dispositif 7 tel que décrit ci-dessus fondé sur une mesure de temps de parcours du signal d’ultrasons 11 dans le liquide sur un trajet de développement connu entre l’unité d’émission et de réception du signal d’ultrasons 11. Ce procédé de mesure pour déterminer la qualité du liquide est connu, en principe, selon l’état de la technique et c’est pourquoi ce procédé de mesure ne sera pas décrit ici de manière explicite.A measuring method for determining the quality of a liquid using a device 7 as described above based on a measurement of the time of flight of the ultrasound signal 11 in the liquid on a known development path between the unit emission and reception of the ultrasonic signal 11. This measuring method for determining the quality of the liquid is known, in principle, according to the state of the art and this is why this measuring method will not be described here explicitly.

Or, sur différentes surfaces extérieures de l’unité de contrôle, notamment sur la surface supérieure 14 associée à l’actionneur 8 et qui se trouve sur le trajet du signal d’ultrasons 11 on peut avoir des éléments parasites 15 où de tels éléments peuvent se former. Dans le cas de l’exemple de réalisation de la , les éléments parasites 15 sont des inclusions gazeuses ou des bulles de gaz 16 de l’agent réducteur 3 ; de telles bulles se forment notamment à la surface 14 par le signal d’ultrasons 11 utilisé pour le procédé de mesure. Ces éléments parasites 15 perturbent l’interaction, notamment la réflexion du signal d’ultrasons 11 à la surface 14, ce qui perturbe le procédé de mesure évoqué ci-dessus servant à déterminer la qualité du liquide ici de l’agent réducteur 3.However, on various external surfaces of the control unit, in particular on the upper surface 14 associated with the actuator 8 and which is located on the path of the ultrasound signal 11, there may be parasitic elements 15 where such elements may form. In the case of the embodiment of the , the parasitic elements 15 are gaseous inclusions or gas bubbles 16 of the reducing agent 3; such bubbles are formed in particular on the surface 14 by the ultrasound signal 11 used for the measurement method. These parasitic elements 15 disturb the interaction, in particular the reflection of the ultrasound signal 11 at the surface 14, which disturbs the measurement method mentioned above used to determine the quality of the liquid here of the reducing agent 3.

A cet effet, il est prévu d’appliquer à l’actionneur 8 une seconde tension électrique pendant une durée prédéfinie ; cette tension est différente de la première tension électrique pour générer dans l’agent réducteur 3 au moins une onde de pression ayant une énergie d’onde suffisamment élevée pour détacher les éléments parasites 15 de la surface supérieure 14.To this end, provision is made to apply a second electric voltage to the actuator 8 for a predefined period; this voltage is different from the first electrical voltage to generate in the reducing agent 3 at least one pressure wave having a sufficiently high wave energy to detach the parasitic elements 15 from the upper surface 14.

De manière avantageuse, on surveille la concentration des éléments parasites sur la surface 14 et selon cette surveillance on génère un signal de défaut. Pour cela, le dispositif 7 de la comporte des moyens non représentés pour surveiller la concentration en éléments parasites 15 sur la surface 14.Advantageously, the concentration of parasitic elements on the surface 14 is monitored and, according to this monitoring, a fault signal is generated. For this, device 7 of the comprises means, not shown, for monitoring the concentration of parasitic elements 15 on the surface 14.

Pour améliorer ou faciliter le détachement des éléments parasites 15, la surface 14 a au moins par endroits une microstructure. La montre une vue de détail à échelle agrandie d’une partie A de la . Comme cela apparaît à la , la surface 14 comporte un ensemble de bossages pyramidaux 17 qui ont plusieurs arêtes vives. Les bossages 17 ont des arêtes avec une orientation prédéfinie optimisée spécialement pour faciliter le décrochage des éléments parasites 15.To improve or facilitate the detachment of the parasitic elements 15, the surface 14 has at least in places a microstructure. The shows an enlarged detail view of part A of the . As it appears at the , the surface 14 comprises a set of pyramidal bosses 17 which have several sharp edges. The bosses 17 have edges with a predefined orientation specially optimized to facilitate the unhooking of the parasitic elements 15.

Le procédé selon l’invention sera décrit ci-après, de manière plus détaillée à l’aide de l’ordinogramme de la . Dans une première étape S1 on surveille la surface 14 par rapport aux éléments parasites 15 qui s’y trouvent. Selon le présent exemple de réalisation, on surveille ainsi la surface 14 pour le dépassement d’une valeur limite prédéfinie d’éléments parasites 15 qui s’y trouvent. Dès que ce dépassement est détecté ou reconnu, dans une seconde étape S2, on génère un message de défaut. Dans la suite, par une étape S3 suivante on applique à l’actionneur 8 la second tension électrique. Il est prévu que cette seconde tension électrique diffère de la première tension électrique et selon le présent exemple de réalisation, la seconde tension électrique est une tension alternative. La déformation de l’actionneur produite par cette application est générée dans l’étape S4 suivante par une onde de pression ayant une énergie d’onde suffisante pour détacher les éléments parasites 15 de la surface 14 sur laquelle ils se trouvent, au cours de l’étape S5 suivante.The method according to the invention will be described below, in more detail with the aid of the flowchart of the . In a first step S1, the surface 14 is monitored with respect to the parasitic elements 15 found there. According to the present exemplary embodiment, the surface 14 is thus monitored for the exceeding of a predefined limit value of parasitic elements 15 which are found there. As soon as this overrun is detected or recognized, in a second step S2, a fault message is generated. In the following, by a following step S3, the second electric voltage is applied to the actuator 8. Provision is made for this second electric voltage to differ from the first electric voltage and according to the present embodiment, the second electric voltage is an alternating voltage. The deformation of the actuator produced by this application is generated in the following step S4 by a pressure wave having sufficient wave energy to detach the parasitic elements 15 from the surface 14 on which they are located, during the next step S5.

Selon le présent exemple de réalisation, le cas échéant on applique le procédé décrit ci-dessus lorsqu’il y a un message de défaut. En variante ou en plus, on exécute le procédé, régulièrement des intervalles de temps prédéfinis sans qu’il n’y ait de message de défaut. Deux types différents de sollicitations de l’actionneur 8 avec la seconde tension électrique sont prévus à cet effet.According to this embodiment, if necessary, the method described above is applied when there is a fault message. As a variant or in addition, the method is executed regularly at predefined time intervals without there being any fault message. Two different types of stresses of the actuator 8 with the second electrical voltage are provided for this purpose.

Selon le présent exemple de réalisation, on sollicite l’actionneur avec la seconde tension de façon à ce qu’à l’intérieur de la durée prédéfinie, l’actionneur 8 ne soit déformé qu’une seule fois et qu’il ne génère ainsi qu’une seule onde de pression pour détacher les éléments parasites 15. Il s’agit, dans ces conditions, de l’onde de pression constituée par une brève impulsion de pression produisant une agitation de l’agent réducteur 3. Cette agitation décroche mécaniquement, de façon rapide et efficace, les éléments parasites 15, notamment des particules de saleté de la surface 14 de sorte que le dispositif 7 est très rapidement de nouveau prêt à fonctionner.According to the present exemplary embodiment, the actuator is stressed with the second voltage so that within the predefined duration, the actuator 8 is only deformed once and thus does not generate only one pressure wave to detach the parasitic elements 15. It is, under these conditions, the pressure wave consisting of a brief pressure pulse producing agitation of the reducing agent 3. This agitation mechanically stalls , quickly and effectively, the parasitic elements 15, in particular particles of dirt from the surface 14 so that the device 7 is very quickly again ready to operate.

En variante, on applique une seconde tension à l’actionneur pour qu’à l’intérieur de la période prédéfinie qui, de façon préférentielle, est de plusieurs secondes, il se développe une onde fixe. On déforme ainsi les bulles de gaz 16 à la surface 14 et/ou on les dirige vers les nœuds de l’onde fixe. Les bulles de gaz 16 fusionnent à ces nœuds de sorte que la poussée montante augmentée par la fusion qui en résulte vers la surface 18 de l’agent réducteur 3 diffusent comme cela est indiqué à titre d’exemple par la flèche 19 à la . Ainsi, en particulier, à des intervalles réguliers on détache les petites bulles de gaz 16 accumulées à la surface 14 et on évite ainsi que le dispositif 7 fonctionne mal.As a variant, a second voltage is applied to the actuator so that within the predefined period which, preferably, is several seconds, a fixed wave develops. The gas bubbles 16 are thus deformed on the surface 14 and/or they are directed towards the nodes of the fixed wave. The gas bubbles 16 coalesce at these nodes so that the resultant fusion augmented upward thrust to the surface 18 of the reducing agent 3 diffuses as exemplified by the arrow 19 at . Thus, in particular, at regular intervals, the small gas bubbles 16 accumulated on the surface 14 are detached and the device 7 is thus prevented from malfunctioning.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUXNOMENCLATURE OF THE MAIN ELEMENTS

1 Dispositif1 Device

2 Réservoir2 Tank

3 Agent réducteur3 Reducing agent

4 Unité de contrôle4 Control unit

5 Fond du réservoir5 Tank bottom

6 Appareil de commande6 Control unit

7 Dispositif pour déterminer la qualité de l’agent réducteur7 Device for determining the quality of the reducing agent

8 Actionneur8 Actuator

9 Piézo-céramique9 Piezo-ceramic

10 Enveloppe10 Envelope

11 Signal d’ultrasons11 Ultrasonic signal

12 Support en matière plastique12 Plastic holder

13 Elément réfléchissant13 Reflective element

14 Surface/surface supérieure14 Surface/upper surface

15 Elément parasite15 Parasitic element

16 Bulles de gaz/petites bulles de gaz16 gas bubbles/small gas bubbles

17 Bossage17 Boss

18 Surface du liquide18 Liquid surface

19 Flèche19 Arrow

Claims (13)

Procédé de gestion d’un dispositif (7) pour déterminer la qualité d’un liquide, notamment d’un agent de post-traitement de gaz d’échappement,
- le dispositif (7) ayant au moins une unité de contrôle (4) associée à un réservoir (2) contenant le liquide, ayant au moins un actionneur piézo-électrique (8) pour générer un signal d’ultrasons (11) traversant le liquide,
- l’actionneur (18) recevant une première tension électrique pour générer le signal d’ultrasons (11),
procédé caractérisé en ce que
l’actionneur (18) reçoit pour une durée prédéfinie, une seconde tension électrique différente de la première tension pour générer au moins une onde de pression ayant une énergie d’onde dans le liquide résultant de la déformation de l’actionneur (8) produite par cette application, cette énergie étant suffisante pour détacher des éléments parasites (14), notamment des petites bulles de gaz (16) de la surface (14), cette surface étant la surface (14) de l’unité de contrôle (4) située dans le liquide.Method for managing a device (7) for determining the quality of a liquid, in particular of an exhaust gas post-treatment agent,
- the device (7) having at least one control unit (4) associated with a reservoir (2) containing the liquid, having at least one piezoelectric actuator (8) for generating an ultrasound signal (11) passing through the liquid,
- the actuator (18) receiving a first electrical voltage to generate the ultrasound signal (11),
process characterized in that
the actuator (18) receives for a predefined duration, a second electrical voltage different from the first voltage to generate at least one pressure wave having a wave energy in the liquid resulting from the deformation of the actuator (8) produced by this application, this energy being sufficient to detach parasitic elements (14), in particular small gas bubbles (16) from the surface (14), this surface being the surface (14) of the control unit (4) located in the liquid. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l’actionneur (8) est sollicité par la seconde tension de façon qu’à l’intérieur de la période prédéfinie, l’actionneur (8) ne soit déformé qu’une fois et qu’il ne génère ainsi qu’une onde de pression pour détacher les éléments parasites (15).Method according to claim 1,
characterized in that
the actuator (8) is stressed by the second voltage so that within the predefined period, the actuator (8) is deformed only once and thus only generates a wave of pressure to detach the parasitic elements (15). Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l’actionneur (8) est sollicité par la seconde tension de façon que dans la période prédéfinie, il développe au moins une onde fixe qui déforme la surface (14) sur laquelle se trouvent les petites bulles de gaz (16).Method according to claim 1,
characterized in that
the actuator (8) is stressed by the second voltage so that in the predefined period it develops at least one fixed wave which deforms the surface (14) on which the small gas bubbles (16) are located. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le procédé est appliqué régulièrement, notamment à des intervalles de temps prédéfinis.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the method is applied regularly, in particular at predefined time intervals. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
on surveille la surface (14) pour les éléments parasites (15) qui s’y trouvent et en fonction de cette surveillance, notamment en cas du dépassement d’une valeur limite prédéfinie pour les éléments parasites (15) sur la surface (14), on génère un message de défaut.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the surface (14) is monitored for the parasitic elements (15) present therein and as a function of this monitoring, in particular in the event of the exceeding of a predefined limit value for the parasitic elements (15) on the surface (14) , a fault message is generated. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
le procédé est appliqué lorsqu’il y a un message de défaut.Method according to claim 5,
characterized in that
the process is applied when there is a fault message. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
on utilise comme seconde tension une tension alternative ayant une fréquence prédéfinie.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
an alternating voltage having a predefined frequency is used as the second voltage. Procédé selon la revendication 7,
caractérisé en ce que
la fréquence de la tension alternative correspond à la fréquence propre de l’actionneur (8).Method according to claim 7,
characterized in that
the frequency of the alternating voltage corresponds to the natural frequency of the actuator (8). Procédé selon la revendication 7 ou 8,
caractérisé en ce que
on modifie au moins une fois la fréquence de la tension alternative.Method according to claim 7 or 8,
characterized in that
the frequency of the alternating voltage is modified at least once. Dispositif (7) pour déterminer la qualité d’un liquide notamment d’un agent de post-traitement des gaz d’échappement,
le dispositif (7) comportant au moins une unité de contrôle (7) installée dans le réservoir (2) contenant le liquide, avec au moins un actionneur piézoélectrique (8) pour générer un signal d’ultrasons et au moins une surface (14) se trouvant dans le liquide lorsque le dispositif (7) est utilisée normalement ainsi qu’au moins un appareil de commande (6) pour gérer le dispositif,
dispositif caractérisé en ce que
l’appareil de commande (6) est conçu spécialement pour appliquer le procédé selon l’une des revendications 1 à 9.Device (7) for determining the quality of a liquid, in particular of an agent for post-treatment of exhaust gases,
the device (7) comprising at least one control unit (7) installed in the tank (2) containing the liquid, with at least one piezoelectric actuator (8) for generating an ultrasound signal and at least one surface (14) located in the liquid when the device (7) is used normally as well as at least one control device (6) for managing the device,
device characterized in that
the control device (6) is specially designed for carrying out the method according to one of claims 1 to 9. Dispositif selon la revendication 10,
caractérisé en ce que
la surface (14) se trouve sur le trajet du signal d’ultrasons et cette surface réfléchit ou transmet le signal d’ultrasons.Device according to claim 10,
characterized in that
the surface (14) is in the path of the ultrasound signal and this surface reflects or transmits the ultrasound signal. Dispositif selon la revendication 10 ou 11,
caractérisé en ce que
la surface (14) présente au moins par endroit des microstructures avec des arêtes vives.Device according to claim 10 or 11,
characterized in that
the surface (14) has at least in places microstructures with sharp edges. Dispositif selon la revendication 12,
caractérisé en ce que
les microstructures sont réalisées au moins sous la forme d’un bossage pyramidal (17) ayant des arêtes vives selon une orientation prédéfinie.Device according to claim 12,
characterized in that
the microstructures are made at least in the form of a pyramidal boss (17) having sharp edges according to a predefined orientation.
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