FR3012170A1 - GAS EXHAUST LINE EQUIPPED WITH A COMMON INJECTION DEVICE FOR ADDITIVE AND REDUCING AGENT - Google Patents

GAS EXHAUST LINE EQUIPPED WITH A COMMON INJECTION DEVICE FOR ADDITIVE AND REDUCING AGENT Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'injection de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution à l'intérieur d'une ligne d'échappement (4) équipant un moteur à combustion interne (13) dont est pourvu un véhicule automobile. Elle se caractérise en ce que ledit dispositif comprend un moteur apte à tourner dans un sens horaire et antihoraire et deux pompes; • une première pompe étant activée lorsque le moteur tourne en sens horaire et permettant l'injection d'un premier fluide ; • une seconde pompe étant activée lorsque le moteur tourne en sens antihoraire et permettant l'injection d'un second fluide.The invention relates to a device for injecting fluids necessary for the operation of pollution control systems inside an exhaust line (4) fitted to an internal combustion engine (13) which is provided with a motor vehicle. It is characterized in that said device comprises a motor adapted to rotate in a clockwise and counterclockwise direction and two pumps; • a first pump being activated when the engine rotates clockwise and for injecting a first fluid; • a second pump is activated when the motor rotates counterclockwise and for injecting a second fluid.

Description

LIGNE D'ECHAPPEMENT DE GAZ EQUIPEE D'UN DISPOSITIF D'INJECTION COMMUN D'ADDITIF ET D'AGENT REDUCTEUR [0001] La présente invention concerne une ligne d'échappement de gaz équipée de systèmes de dépollution pour moteur à combustion interne de véhicule automobile intégrant un dispositif d'injection commun d'additif et d'agent réducteur. [0002] Les moteurs diesel ou essence de véhicules automobiles génèrent différents types de polluants atmosphériques, majoritairement : - du dioxyde de soufre (S02) ; - des oxydes d'azote (N0x) ; - des composés organiques volatils (COV) ; et - de l'ammoniac (NH3). [0003] Les oxydes d'azote NOx comprennent le monoxyde d'azote (NO) et le dioxyde d'azote (NO2). [0004] Afin de respecter les normes environnementales, la maitrise des polluants atmosphérique est impérative et des technologies de traitement des gaz d'échappement sont indispensables. Les normes vont imposer d'être de plus en plus fin dans le contrôle des émissions de polluants. La dépollution des véhicules automobiles fait appel à différents dispositifs permettant d'éliminer les polluants produits par le moteur. Parmi les dispositifs existant, on peut citer les catalyseurs et le filtre à particules. [0005] Les catalyseurs de véhicules automobiles visent à convertir le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures imbrûlés (HC) en dioxyde de carbone (002) et en eau (H20), tout en réduisant la masse de particules du carburant diesel. [0006] Le filtre à particules est un dispositif de filtration permettant d'éliminer les particules solides présentes dans les gaz d'échappement. Après avoir été piégées et donc accumulées, les particules de suies sont éliminées périodiquement, généralement par combustion. Cette étape est communément appelée « étape de régénération du filtre à particules ». [0007] Afin de limiter la température de combustion des suies, il est avantageux d'utiliser un additif tel que de la cérine, injectée préférentiellement dans le réservoir de carburant pour réduire la température de combustion des particules de suies. [0008] D'autres méthodes différentes de l'additivation existent. Elles consistent par exemple en l'oxydation grâce à une formulation catalytique spécifique directement déposée sur les parois du filtre à particules, ou l'oxydation des suies en continu par réaction avec le NO2, ou encore par une technique de réchauffage électrique. [0009] Toutefois, les dispositifs ci-dessus (catalyseurs et filtre à particules) ne permettent pas d'éliminer efficacement les polluants atmosphériques que sont les oxydes d'azote (NON). [0010] Pour limiter les émissions d'oxydes d'azote NON, il existe à ce jour deux méthodes principales : - le piège à NON appelé également NON-Trap et - la RCS pour réduction catalytique sélective (SCR en anglais). [0011] Le piège à NON ou NON-Trap est basé sur une alternance de phases de chargement et de phases de purge du piège. Lors de la phase de chargement, le piège à NON stocke les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en les piégeant chimiquement, grâce à une imprégnation spécifique dans le pot catalytique (platine, baryum, rhodium). Le platine sur le catalyseur transforme le monoxyde d'azote en dioxyde d'azote (NO2). L'oxyde de baryum fixe les molécules de NO2 pour en faire une chaîne Ba(NO3)2 qui va se fixer dans le piège. Lors de la phase de purge, les éléments stockés dans le piège à NON sont éliminés par une réaction chimique en milieu réducteur. Les oxydes d'azote sont ainsi transformés en gaz neutre (principalement de l'azote). Le piège à NON est ainsi nettoyé et prêt à poursuivre son rôle de piège à oxyde d'azote. [0012] La réduction catalytique sélective, RCS (ou SCR en anglais), consiste à réduire les NON en injectant un agent réducteur tel que de l'urée en amont d'un pain ou système SCR. La réduction mise en oeuvre transforme les NON en azote N2 et en eau. Cette conversion est rendue possible par l'injection d'un agent réducteur, qui peut être par exemple être un mélange d'eau et de 32,5% d'urée synthétique NH2-CO-NH2, communément appelé Adblue®. L'agent réducteur est soit déjà présent dans les gaz d'échappement, soit injecté en amont du système RCS. [0013] Afin de mesurer le taux de NON en aval du système RCS, on utilise une sonde NON qui est disposée en aval du filtre à particules (FAP). L'information issue de la sonde NON est utilisée pour asservir la commande de l'injecteur d'urée. [0014] L'implantation d'un système SCR sur les voitures automobiles pose des contraintes d'encombrement, de poids et de coût. Toutefois, un tel module ne modifie généralement pas le fonctionnement du filtre à particules. [0015] Comme cela est illustré à la figure 1, des activités sont en cours afin de disposer d'un élément commun regroupant la fonction SCR 1 et la fonction FAP 2 dans le même élément filtrant, sur une ligne d'échappement 4. Cet élément commun est appelé SCR sur FAP ou encore SCRF 3. [0016] La figure 2 schématise une partie de motorisation respectant la norme Euro VI. Cette motorisation dispose d'un circuit d'injection d'urée 5 pour la fonction RCS. L'urée qui se trouve dans un réservoir dédié 6 est pompée avant d'être intégrée au circuit par un injecteur 7 logé en amont du module RCS 1. Cette motorisation dispose également d'un circuit d'injection d'additif 8 permettant la régénération du filtre à particules 2. L'additif se trouve dans un réservoir 9 séparé. Une pompe spécifique 10 permet d'injecter l'additif dans le réservoir de carburant 11. [0017] La problématique de telles motorisations intégrant à la fois un catalyseur 12, un filtre à particules 2, un système SCR 1, des réservoirs 6, 9 et 11, des canalisations et des sondes associées, est que ces motorisations sont complexes et coûteuses. La multiplication des systèmes de dépollution entraine en effet de nouvelles contraintes d'espace et de coût de fabrication. [0018] Des solutions pour optimiser les motorisations consistent donc à mettre au point soit des dispositifs miniaturisés, soit de combiner les dispositifs soit par exemple de mettre au point des dispositifs permettant d'injecter plusieurs fluides. [0019] Les documents FR291933 8 et FR2919339 décrivent des lignes d'échappement de gaz pour moteur de véhicule automobile comportant un injecteur unique connecté à la sortie d'un sélecteur de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution. Ce sélecteur de fluides étant capable de laisser passer alternativement ou simultanément les fluides vers l'injecteur. Chaque fluide provient d'un réservoir distinct et est amené vers l'injecteur par une pompe motorisée distincte. [0020] Le document US20130064744 divulgue un dispositif comportant deux réservoirs permettant le stockage de deux agents réducteurs. Les deux agents réducteurs débouchent dans une vanne trois voies mélangeuse qui est connectée à un unique injecteur. [0021] Les documents précités envisagent que les pompes motorisées permettent une rotation inversée. Toutefois, lorsque ces pompes motorisées permettent une telle rotation inversée, cette rotation inversée apporte uniquement une fonction permettant de purger le fluide. [0022] Le document CN102953787 décrit un dispositif comprenant une pompe double motorisée permettant d'injecter un seul agent réducteur hors de son réservoir. [0023] L'avantage procuré par la présence d'un injecteur unique est qu'il permet de limiter le nombre de composants d'une motorisation d'un véhicule automobile. Ceci permet de rendre les motorisations moins encombrantes mais également moins onéreuses. [0024] Toutefois, même s'il est avantageux de prévoir un système disposant d'un injecteur unique, cette solution ne permet pas de limiter le nombre des autres constituants situés en amont dudit injecteur. La réduction de l'encombrement et des coûts est donc relative. [0025] Un objectif que s'est fixé la présente invention est donc de disposer d'un système comprenant deux pompes entrainées par un moteur unique. [0026] La solution au problème posé a pour premier objet un dispositif d'injection de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution à l'intérieur d'une ligne d'échappement 4 équipant un moteur à combustion interne 13 dont est pourvu un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un moteur 20 apte à tourner dans un sens horaire et antihoraire et deux pompes 23, 24 ; - une première pompe 23 étant activée lorsque le moteur tourne en sens horaire et permettant l'injection d'un premier fluide ; - une seconde pompe 24 étant activée lorsque le moteur tourne en sens antihoraire et permettant l'injection d'un second fluide. [0027] En effet, le Demandeur a pu mettre en évidence qu'il était possible d'optimiser l'architecture des circuits d'injection des fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution en mettant en commun une portion de ces circuits. [0028] Avantageusement, un des fluides est un agent réducteur pour la fonction SCR et l'autre fluide est un additif pour la régénération du filtre à particules. [0029] De préférence, l'agent réducteur est une composition comprenant de l'urée et/ou l'additif est de la cérine. [0030] De préférence encore, l'agent réducteur est une composition, commercialisée sous la marque AdBIueTM, comprenant 32,5% d'urée diluée dans de l'eau déminéralisée. [0031] Plus particulièrement, le Demandeur est parvenu à mettre en commun un injecteur d'urée, un injecteur de cérine, une portion du circuit, ainsi qu'une pompe électrique, afin de limiter la complexité et le coût du système. [0032] Préférentiellement, le périmètre commun entre le circuit contenant l'additif et le circuit contenant l'agent réducteur est un injecteur, une section de durite avale à une 10 pompe ou une pompe elle-même. [0033] Selon l'invention, le dispositif dispose d'un moteur 20 apte à tourner dans un sens horaire et antihoraire. Avantageusement, lorsque le moteur 20 tourne en sens horaire, une première pompe 23 pompera un premier fluide qui est un agent réducteur ; et lorsque le moteur 20 tourne en sens antihoraire, une seconde pompe 24 pompera un second fluide 15 qui est un additif. [0034] Préférentiellement, les pompes sont rendus solidaires avec le rotor du moteur par l'intermédiaire d'embrayages. [0035] Préférentiellement, le dispositif comprend en outre un ou plusieurs clapets antiretours. 20 [0036] Pour piloter l'injection d'agent réducteur ou d'additif, une unité de contrôle génère un signal électrique qui dépend des besoins du système de réduction catalytique sélective SCR et du filtre à particules FAP. L'unité de contrôle commande et contrôle le fonctionnement du dispositif. Une unité de contrôle est un circuit logique séquentiel qui réalise un automate fini, qui génère des signaux de contrôle pour piloter le moteur des 25 pompes. [0037] Avantageusement, le moteur 20 est un moteur électrique, piloté par une unité de contrôle transmettant un signal MLI (pour modulation de largeur d'impulsions). [0038] De préférence, l'unité de contrôle applique une séquence alternant l'injection du premier fluide et du second fluide. 30 [0039] De préférence, le signal MLI présente les propriétés suivantes : pour un Rapport Cyclique d'Ouverture (RCO) compris entre 51% et 100%, le moteur tourne dans le sens horaire. 51% correspondant à la vitesse minimum et 100% correspondant à la vitesse maximum ; pour un RCO compris entre 0% et 49%, le moteur tourne dans le sens antihoraire. 0% correspondant à la vitesse minimum et 49% correspondant à la vitesse maximum ; pour un RCO de 50%, le rotor du moteur reste en position statique. [0040] La modulation de largeur d'impulsions (MLI) ou PWM en anglais (pour Pulse Width Modulation) est une technique couramment utilisée pour synthétiser des signaux continus à l'aide de circuits à fonctionnement tout ou rien, ou plus généralement à états. Dans le domaine de l'électronique automobile, le Rapport Cyclique d'Ouverture (RCO) est le temps d'ouverture d'un actuateur, ou système de commande à distance, piloté par un signal carré, de fréquence et d'amplitude constante par rapport à un cycle complet. En d'autres termes, le RCO a pour but de commander des organes électroniques en leur imposant un temps d'ouverture dans une période de quelques millisecondes. La valeur du RCO est calculée selon la formule suivante : RCO = dans laquelle t1 correspond au temps de commande et T correspond à la durée du cycle complet. [0041] Les pompes 23, 24 selon l'invention sont avantageusement des pompes rotatives, notamment des pompes conventionnelles telles que des pompes à palier universel, des pompes à ailettes. De façon avantageuse, les pompes 23, 24 selon l'invention sont des pompes de mixage à engrenage interne. [0042] L'invention a pour deuxième objet une ligne 4 d'échappement de gaz pour moteur 13 de véhicule automobile équipée d'un tel dispositif 14. [0043] L'invention a pour troisième objet l'utilisation d'un tel dispositif pour limiter les polluants atmosphériques générés par une motorisation 13 de véhicule automobile. [0044] Enfin, l'invention a pour quatrième objet un procédé de mise en oeuvre de l'injection de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution, par un tel dispositif, caractérisé en ce que la mise en oeuvre de l'injection est placée sous la dépendance d'une unité de contrôle transmettant un signal MLI audit dispositif. [0045] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un élément commun regroupant la fonction SCR 1 et la fonction FAP 2 dans le même élément filtrant, sur une ligne d'échappement 4. Cet élément commun est appelé SCR sur FAP ou encore SCRF 3 ; - la figure 2 est une représentation schématique d'une partie de motorisation respectant la norme Euro VI intégrant notamment un circuit d'injection d'urée 5 pour la fonction SCR et un second circuit d'injection d'additif 8 pour la régération du FAP; - la figure 3 est une représentation schématique d'une partie de motorisation intégrant un dispositif 14 selon l'invention ; - les figures 4a, 4b et 4c sont des représentations schématiques d'un mode de réalisation du module double-pompe moteur du dispositif 14 selon l'invention ; - la figure 5 schématise un système SCR comprenant notamment un système permettant de chauffer les canalisations afin d'éviter le gel, notamment de l'agent réducteur. [0046] La figure 1 a déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande de brevet. [0047] La présente invention propose de mettre en commun un injecteur d'urée, un injecteur de cérine, une portion du circuit ainsi qu'un module double-pompe moteur électrique afin de limiter la complexité et le cout des systèmes actuels. [0048] De manière connue, comme cela est illustré à la figure 2, une ligne d'échappement 4 de gaz pour moteur 13 respectant la norme Euro VI comprend un module RCS 1, éventuellement couplé 3 à un filtre à particules 2, ainsi qu'un catalyseur 12. L'urée nécessaire au fonctionnement du module RCS 1 se trouve dans un réservoir spécifique 6. Après pompage, l'urée passe dans le circuit d'injection d'urée 5 et est injectée dans la ligne d'échappement 4 via un injecteur d'urée 7. L'additif se trouve également dans un réservoir dédié 9. Par une pompe spécifique 10, l'additif est injecté dans le réservoir d'essence 11. [0049] Dans la forme de réalisation montrée à la figure 3, le système n'envoie plus d'additif directement dans le réservoir d'essence 11. Les réservoirs d'urée 6 et d'additif 9 sont regroupés. Le dispositif 14 selon l'invention permet d'injecter directement dans la ligne d'échappement l'un ou l'autre des fluides, par un injecteur unique 7. Ceci permet de limiter les contraintes d'encombrement et de coût. [0050] La figure 4a est un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. L'élément 20 est un moteur électrique. Ce moteur électrique 20 a la propriété de tourner dans le sens horaire avec un rapport cyclique d'ouverture RCO préférentiellement compris entre 51% et 100%. Il a également la propriété de tourner dans le sens antihoraire avec un RCO préférentiellement compris entre 0% et 49%. [0051] Avantageusement, l'étage de sortie permettant de piloter le moteur électrique dans les deux sens de rotation est un pont en H. Le pont en H est une structure électronique servant à contrôler la polarité aux bornes d'un dipôle. Il est composé de quatre éléments de commutation généralement disposés schématiquement en une forme de H. [0052] L'élément 21 du dispositif illustré à la figure 4a est un premier embrayage permettant de rendre solidaire le rotor du moteur 20 et la pompe 23 de gauche lorsque le moteur tourne en sens horaire. [0053] Avantageusement, l'embrayage 21 peut par exemple être un embrayage électrique ou un embrayage mécanique du type centrifuge, comme une masselotte qui s'écarte avec la vitesse centrifuge. L'élément 22 est un second embrayage permettant de rendre solidaire le rotor du moteur 20 et la pompe 24 de droite lorsque le moteur tourne en sens antihoraire. Tout comme l'embrayage 21, l'embrayage 22 peut être un embrayage électrique ou embrayage mécanique. [0054] Les éléments 23 et 24 sont des pompes rotatives, par exemple des pompes conventionnelles telles que des pompes à palier universel, des pompes à ailettes. [0055] De façon avantageuse, les pompes 23, 24 selon l'invention sont des pompes de mixage à engrenage interne. [0056] Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend un ou plusieurs éléments 25 qui sont des clapets antiretours. De tels clapets permettent de contrôler le sens de circulation des fluides. Autrement dit, ils permettent des fluides dans un sens déterminé et bloque le flux si celui-ci venait à s'inverser. [0057] La figure 4b illustre un mode de fonctionnement du dispositif lorsque le moteur 20 tourne en sens horaire. Les flèches montrent que seul le fluide situé dans le réservoir 6 est pompé, par l'intermédiaire de la pompe 23, vers l'injecteur 7. Dans le cas d'espèce, lorsque le moteur tourne en sens horaire, seul l'agent réducteur c'est-à-dire la composition comprenant de l'urée est pompée. [0058] La figure 4c illustre un mode de fonctionnement du dispositif lorsque le moteur 20 tourne en sens antihoraire. Les flèches montrent que seul le fluide situé dans le réservoir 9 est pompé, par l'intermédiaire de la pompe 24, vers l'injecteur 7. Dans le cas d'espèce, lorsque le moteur tourne en sens antihoraire, seul l'additif est pompé. [0059] Avantageusement, afin de pouvoir purger le système, des vannes de fermetures 15 sont disposées. Elles permettent d'arrêter ou de modifier le débit des fluides. Préférentiellement, les circuits sont purgés séquentiellement. [0060] Avantageusement, afin que les dosages ne soient pas perturbés par la dilution des deux produits dans les phases transitoires, l'unité de contrôle pilotant le moteur 20 dispose d'une loi de commande avec hystérésis, La loi de commande peut être optimisée 20 afin de limiter les bascules entre les injections du premier fluide et du second fluide. [0061] Les injections d'agent réducteur (composition comprenant de l'urée) et d'additif (cérine) sont dissociées. En effet, généralement, l'injection d'additif est liée au fréquentiel de chargement en carburant, qui est relativement espacé dans le temps par rapport à l'injection d'agent réducteur. L'injection d'agent réducteur s'appuie sur un modèle SCR, 25 c'est-à-dire une loi de désorption du système SCR, ou pain SCR, en fonction de la température. Les injections d'agent réducteur sont donc plus rapprochées que celles de l'additif. [0062] Avantageusement, l'unité de contrôle peut également prendre en compte le volume en aval des pompes, c'est-à-dire le volume contenu dans la canalisation entre la 30 pompe et l'injecteur. [0063] Préférentiellement, l'unité de contrôle selon l'invention applique une séquence alternant l'injection du premier fluide et du second fluide. Lorsque l'unité de contrôle applique une injection du premier fluide, elle retire de cette injection le volume de la canalisation et applique après cette première injection, une deuxième injection du second fluide correspondant au volume de la canalisation. Ainsi, lorsque le volume souhaité du premier fluide est injecté, on dispose du second fluide au niveau de l'injecteur. Autrement dit, le second fluide a poussé le premier liquide. La marge d'erreur est le mélange (mix) potentiel pendant ces phases. [0064] Comme cela est illustré aux figures 4a, 4b et 4c, afin d'éviter ce mélange (mix), des clapets antiretours 25 peuvent être mise en place. [0065] L'agent réducteur utilisé est généralement une composition comprenant de l'urée.The present invention relates to a gas exhaust line equipped with pollution control systems for an internal combustion engine of a motor vehicle. incorporating a common injection device of additive and reducing agent. [0002] Diesel engines or gasoline of motor vehicles generate different types of atmospheric pollutants, mainly: sulfur dioxide (SO 2); nitrogen oxides (N0x); volatile organic compounds (VOCs); and - ammonia (NH3). [0003] NOx nitrogen oxides include nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2). In order to comply with environmental standards, the control of atmospheric pollutants is imperative and exhaust gas treatment technologies are essential. The standards will require to be more and more fine in the control of pollutant emissions. The clearance of motor vehicles uses different devices to remove pollutants produced by the engine. Existing devices include catalysts and the particulate filter. The motor vehicle catalysts are designed to convert carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC) to carbon dioxide (002) and water (H20), while reducing the mass of diesel fuel particles. The particulate filter is a filtration device for removing solid particles present in the exhaust gas. After being trapped and thus accumulated, the soot particles are removed periodically, usually by combustion. This step is commonly referred to as the "particle filter regeneration step". In order to limit the soot combustion temperature, it is advantageous to use an additive such as ceria, preferentially injected into the fuel tank to reduce the combustion temperature of the soot particles. [0008] Other different methods of additivation exist. They consist for example of oxidation by a specific catalytic formulation directly deposited on the walls of the particulate filter, or oxidation of soot continuously by reaction with NO2, or by an electric heating technique. However, the above devices (catalysts and particulate filter) do not effectively remove air pollutants that are nitrogen oxides (NO). [0010] To limit NOx emissions, there are two main methods to date: - the NON trap also called NON-Trap and - the RCS for selective catalytic reduction (SCR in English). The trap NO or NON-Trap is based on an alternation of loading phases and purge phases of the trap. During the loading phase, the NON trap stores the nitrogen oxides contained in the exhaust gases by chemically trapping them, thanks to a specific impregnation in the catalytic converter (platinum, barium, rhodium). Platinum on the catalyst converts nitric oxide to nitrogen dioxide (NO2). Barium oxide binds the NO2 molecules to form a Ba (NO3) 2 chain that will settle in the trap. During the purge phase, the elements stored in the NO trap are eliminated by a chemical reaction in a reducing medium. The nitrogen oxides are thus transformed into neutral gas (mainly nitrogen). The NO trap is thus cleaned and ready to continue its role as a nitrogen oxide trap. Selective catalytic reduction, SCR (or SCR in English), is to reduce NO by injecting a reducing agent such as urea upstream of a bread or SCR system. The reduction carried out transforms NO to nitrogen N2 and water. This conversion is made possible by the injection of a reducing agent, which may be for example a mixture of water and 32.5% of synthetic urea NH 2 -CO-NH 2, commonly called Adblue®. The reducing agent is either already present in the exhaust gas or injected upstream of the RCS system. In order to measure the rate of NO downstream of the RCS system, a NON probe is used which is disposed downstream of the particulate filter (FAP). The information from the NO probe is used to slave the control of the urea injector. The implementation of an SCR system on cars poses constraints of size, weight and cost. However, such a module does not generally modify the operation of the particulate filter. As shown in FIG. 1, activities are in progress in order to have a common element grouping the function SCR 1 and the function FAP 2 in the same filter element, on an exhaust line 4. common element is called SCR on FAP or SCRF 3. [0016] Figure 2 schematizes a motorization part respecting the Euro VI standard. This engine has a urea injection circuit 5 for the RCS function. The urea which is in a dedicated tank 6 is pumped before being integrated into the circuit by an injector 7 housed upstream of the RCS module 1. This engine also has an additive injection circuit 8 for regeneration particle filter 2. The additive is in a separate tank 9. A specific pump 10 makes it possible to inject the additive into the fuel tank 11. The problem of such engines incorporating at the same time a catalyst 12, a particulate filter 2, an SCR system 1, tanks 6, 9 and 11, pipes and probes associated, is that these engines are complex and expensive. The multiplication of pollution control systems causes new constraints of space and cost of manufacture. [0018] Solutions to optimize the engines therefore consist in developing either miniaturized devices, or to combine devices or for example to develop devices for injecting multiple fluids. Documents FR291933 8 and FR2919339 describe gas exhaust lines for a motor vehicle engine comprising a single injector connected to the output of a fluid selector necessary for the operation of pollution control systems. This fluid selector being able to pass alternately or simultaneously the fluids to the injector. Each fluid comes from a separate reservoir and is fed to the injector by a separate motorized pump. The document US20130064744 discloses a device comprising two reservoirs for storing two reducing agents. Both reducing agents open into a three-way mixing valve which is connected to a single injector. The above documents consider that motorized pumps allow reverse rotation. However, when these motorized pumps allow such an inverted rotation, this inverted rotation only provides a function to purge the fluid. The document CN102953787 describes a device comprising a motorized double pump for injecting a single reducing agent out of its reservoir. The advantage provided by the presence of a single injector is that it limits the number of components of a motorization of a motor vehicle. This makes the engines less bulky but also less expensive. However, even if it is advantageous to provide a system with a single injector, this solution does not limit the number of other components located upstream of said injector. Reducing congestion and costs is therefore relative. An objective that the present invention has set itself is to have a system comprising two pumps driven by a single motor. The solution to the problem posed has for its first object a device for injecting fluids necessary for the operation of pollution control systems inside an exhaust line 4 fitted to an internal combustion engine 13 of which a vehicle is provided. automobile, characterized in that said device comprises a motor 20 adapted to rotate in a clockwise and counterclockwise direction and two pumps 23, 24; a first pump 23 being activated when the engine is rotating in a clockwise direction and making it possible to inject a first fluid; - A second pump 24 is activated when the motor rotates counterclockwise and for injecting a second fluid. Indeed, the Applicant has been able to highlight that it was possible to optimize the architecture of fluid injection circuits necessary for the operation of pollution control systems by pooling a portion of these circuits. Advantageously, one of the fluids is a reducing agent for the SCR function and the other fluid is an additive for the regeneration of the particulate filter. Preferably, the reducing agent is a composition comprising urea and / or the additive is ceria. More preferably, the reducing agent is a composition, sold under the trademark AdBIueTM, comprising 32.5% urea diluted in demineralized water. More particularly, the Applicant has managed to pool a urea injector, a ceria injector, a portion of the circuit, and an electric pump, to limit the complexity and cost of the system. [0032] Preferably, the common perimeter between the circuit containing the additive and the circuit containing the reducing agent is an injector, a hose section down to a pump or a pump itself. According to the invention, the device has a motor 20 adapted to rotate in a clockwise and counterclockwise direction. Advantageously, when the motor 20 rotates clockwise, a first pump 23 will pump a first fluid which is a reducing agent; and when the motor 20 is rotating counterclockwise, a second pump 24 will pump a second fluid 15 which is an additive. Preferably, the pumps are secured to the motor rotor by means of clutches. Preferably, the device further comprises one or more non-return valves. In order to control the injection of reducing agent or additive, a control unit generates an electrical signal which depends on the needs of the selective catalytic reduction system SCR and the particulate filter FAP. The control unit controls and controls the operation of the device. A control unit is a sequential logic circuit that realizes a finite state machine, which generates control signals to drive the motor of the pumps. Advantageously, the motor 20 is an electric motor, driven by a control unit transmitting a PWM signal (for pulse width modulation). Preferably, the control unit applies a sequence alternating the injection of the first fluid and the second fluid. Preferably, the MLI signal has the following properties: for an Opening Cyclic Ratio (RCO) between 51% and 100%, the motor rotates clockwise. 51% corresponding to the minimum speed and 100% corresponding to the maximum speed; for a RCO between 0% and 49%, the motor rotates counterclockwise. 0% corresponding to the minimum speed and 49% corresponding to the maximum speed; for a RCO of 50%, the motor rotor remains in a static position. Pulse Width Modulation (PWM) or Pulse Width Modulation (PWM) is a technique commonly used to synthesize continuous signals using all-or-nothing or more generally state-based circuits. . In the field of automotive electronics, the Cyclic Opening Ratio (OCR) is the opening time of an actuator, or remote control system, driven by a square wave, of constant frequency and amplitude. compared to a complete cycle. In other words, the purpose of the RCO is to control electronic devices by imposing them an opening time in a period of a few milliseconds. The value of the RCO is calculated according to the following formula: RCO = in which t1 corresponds to the control time and T corresponds to the duration of the complete cycle. The pumps 23, 24 according to the invention are advantageously rotary pumps, including conventional pumps such as universal bearing pumps, finned pumps. Advantageously, the pumps 23, 24 according to the invention are internal gear mixing pumps. The invention has for its second object a gas exhaust line 4 for a motor vehicle engine 13 equipped with such a device 14. The third object of the invention is the use of such a device. to limit the air pollutants generated by a motor vehicle engine 13. Finally, the fourth object of the invention is a process for implementing the injection of fluids necessary for the operation of depollution systems, by such a device, characterized in that the implementation of the injection is placed under the control of a control unit transmitting an MLI signal to said device. Other features, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples and in which: - Figure 1 is a schematic representation of a common element grouping the SCR function 1 and the function FAP 2 in the same filter element, on an exhaust line 4. This common element is called SCR on FAP or SCRF 3; FIG. 2 is a schematic representation of a motorisation part complying with the Euro VI standard, in particular incorporating a urea injection circuit 5 for the SCR function and a second additive injection circuit 8 for the reguration of the FAP. ; - Figure 3 is a schematic representation of a motorization part incorporating a device 14 according to the invention; FIGS. 4a, 4b and 4c are diagrammatic representations of an embodiment of the motor dual pump module of the device 14 according to the invention; - Figure 5 schematically an SCR system including a system for heating the pipes to prevent freezing, including the reducing agent. Figure 1 has already been described in the introductory part of this patent application. The present invention proposes to pool a urea injector, a ceria injector, a portion of the circuit and a double-pump electric motor module to limit the complexity and cost of current systems. In a known manner, as illustrated in FIG. 2, an exhaust gas line 4 for engine 13 complying with the Euro VI standard comprises a module RCS 1, optionally coupled to a particle filter 2, as well as The urea necessary for the operation of the RCS module 1 is in a specific reservoir 6. After pumping, the urea passes into the urea injection circuit 5 and is injected into the exhaust line 4. The additive is also in a dedicated tank 9. By means of a specific pump 10, the additive is injected into the fuel tank 11. In the embodiment shown in FIG. 3, the system no longer sends additive directly into the fuel tank 11. The tanks of urea 6 and additive 9 are grouped together. The device 14 according to the invention allows to inject directly into the exhaust line one or the other of the fluids, by a single injector 7. This limits the constraints of space and cost. Figure 4a is an exemplary embodiment of a device according to the invention. Element 20 is an electric motor. This electric motor 20 has the property of rotating in the clockwise direction with an opening duty cycle RCO preferably between 51% and 100%. It also has the property of turning counterclockwise with a RCO preferably between 0% and 49%. Advantageously, the output stage for driving the electric motor in the two directions of rotation is an H bridge. The H bridge is an electronic structure used to control the polarity at the terminals of a dipole. It is composed of four switching elements generally schematically arranged in an H-shape. The element 21 of the device illustrated in FIG. 4a is a first clutch making it possible to make the rotor of the motor 20 and the left-hand pump 23 integral. when the engine is running clockwise. Advantageously, the clutch 21 may for example be an electric clutch or a mechanical clutch of the centrifugal type, such as a flyweight which deviates with the centrifugal speed. The element 22 is a second clutch for securing the rotor of the motor 20 and the pump 24 of the right when the motor rotates counterclockwise. Like the clutch 21, the clutch 22 may be an electric clutch or mechanical clutch. The elements 23 and 24 are rotary pumps, for example conventional pumps such as universal bearing pumps, finned pumps. Advantageously, the pumps 23, 24 according to the invention are internal gear mixing pumps. Advantageously, the device according to the invention comprises one or more elements 25 which are non-return valves. Such valves make it possible to control the flow direction of the fluids. In other words, they allow fluids in a specific direction and blocks the flow if it were to reverse. FIG. 4b illustrates a mode of operation of the device when the motor 20 is rotating in a clockwise direction. The arrows show that only the fluid located in the tank 6 is pumped, via the pump 23, to the injector 7. In this case, when the engine rotates clockwise, only the reducing agent that is, the composition comprising urea is pumped. Figure 4c illustrates a mode of operation of the device when the motor 20 rotates counterclockwise. The arrows show that only the fluid located in the tank 9 is pumped, via the pump 24, to the injector 7. In this case, when the motor rotates counterclockwise, only the additive is pump. Advantageously, in order to purge the system, closure valves 15 are arranged. They allow to stop or modify the flow of fluids. Preferably, the circuits are purged sequentially. Advantageously, so that the dosages are not disturbed by the dilution of the two products in the transient phases, the control unit driving the motor 20 has a control law with hysteresis, the control law can be optimized 20 to limit the flip-flops between the injections of the first fluid and the second fluid. The injections of reducing agent (composition comprising urea) and additive (ceria) are dissociated. Indeed, generally, the injection of additive is related to the fuel loading frequency, which is relatively spaced in time compared to the injection of reducing agent. The reducing agent injection is based on a SCR model, ie a desorption law of the SCR system, or SCR bread, as a function of temperature. The injections of reducing agent are therefore closer than those of the additive. Advantageously, the control unit can also take into account the volume downstream of the pumps, that is to say the volume contained in the pipeline between the pump and the injector. Preferably, the control unit according to the invention applies a sequence alternating the injection of the first fluid and the second fluid. When the control unit applies an injection of the first fluid, it withdraws from this injection the volume of the pipe and applies after this first injection, a second injection of the second fluid corresponding to the volume of the pipe. Thus, when the desired volume of the first fluid is injected, the second fluid is available at the level of the injector. In other words, the second fluid pushed the first liquid. The margin of error is the potential mix during these phases. As shown in Figures 4a, 4b and 4c, in order to avoid this mixture (mix), check valves 25 can be put in place. The reducing agent used is generally a composition comprising urea.

Le produit AdBlue, mélange d'eau et de 32,5% d'urée, cristallise à une température inférieure à -11 °C. Lors de son réchauffement, les cristaux se dissolvent et n'entraînent aucune altération de la qualité du produit. [0066] Afin de s'affranchir des problèmes liés au gel, le système SCR peut avantageusement être équipé d'un système de chauffage permettant de chauffer à la fois le réservoir et les canalisations. [0067] La figure 5 schématise un tel système SCR comprenant notamment un capteur de niveau, un capteur de température, un capteur de pression, des réchauffeurs de réservoir et des actionneurs pompe. Ces différents éléments sont reliés à une unité SCR. Cette unité SCR est elle-même reliée à un système de canalisation chauffante.AdBlue, a mixture of water and 32.5% urea, crystallizes at a temperature below -11 ° C. During its warming, the crystals dissolve and do not cause any alteration of the quality of the product. In order to overcome frost problems, the SCR system can advantageously be equipped with a heating system for heating both the tank and the pipes. FIG. 5 schematizes such an SCR system comprising in particular a level sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, tank heaters and pump actuators. These different elements are connected to an SCR unit. This SCR unit is itself connected to a heating pipe system.

L'alimentation de ce système est notamment réalisée par un système de batterie. [0068] . Bien entendu, l'homme du métier est en mesure d'adapter les techniques dont il dispose afin d'obtenir des moyens équivalents. [0069] Ainsi, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.The power supply of this system is notably performed by a battery system. [0068] Of course, the skilled person is able to adapt the techniques available to obtain equivalent means. Thus, the invention is not limited to the described and illustrated embodiments which have been given only as examples.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Dispositif d'injection de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution à l'intérieur d'une ligne d'échappement (4) équipant un moteur à combustion interne (13) dont est pourvu un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un moteur (20) apte à tourner dans un sens horaire et antihoraire et deux pompes (23, 24) ; - une première pompe (23) étant activée lorsque le moteur tourne en sens horaire et permettant l'injection d'un premier fluide ; - une seconde pompe (24) étant activée lorsque le moteur tourne en sens antihoraire et permettant l'injection d'un second fluide.REVENDICATIONS1. Device for injecting fluids necessary for the operation of pollution control systems inside an exhaust line (4) fitted to an internal combustion engine (13) provided with a motor vehicle, characterized in that said device comprises a motor (20) rotatable clockwise and counterclockwise and two pumps (23, 24); - a first pump (23) being activated when the engine rotates clockwise and for injecting a first fluid; - A second pump (24) is activated when the motor rotates counterclockwise and for injecting a second fluid. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un des fluides est un agent réducteur et l'autre fluide est un additif.2. Device according to claim 1, characterized in that one of the fluids is a reducing agent and the other fluid is an additive. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent réducteur est une composition comprenant de l'urée et en ce que l'additif est de la cérine.3. Device according to claim 2, characterized in that the reducing agent is a composition comprising urea and in that the additive is ceria. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pompes sont rendus solidaires avec le rotor du moteur par l'intermédiaire d'embrayages (21, 22).4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pumps are secured to the motor rotor by means of clutches (21, 22). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ou plusieurs clapets antiretours 25.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises one or more nonreturn valves 25. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (20) est un moteur électrique, piloté par une unité de contrôle transmettant un signal MLI.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the motor (20) is an electric motor, controlled by a control unit transmitting a PWM signal. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de contrôle applique une séquence alternant l'injection du premier fluide et du second fluide.7. Device according to claim 6, characterized in that the control unit applies a sequence alternating the injection of the first fluid and the second fluid. 8. Ligne d'échappement de gaz pour moteur de véhicule automobile équipée d'un dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes.8. Gas exhaust line for a motor vehicle engine equipped with a device (14) according to one of the preceding claims. 9. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne (1) pourvu d'une ligne d'échappement selon la revendication 8.9. A motor vehicle comprising an internal combustion engine (1) provided with an exhaust line according to claim 8. 10. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, pour limiter les polluants atmosphériques générés par une motorisation 13 de véhicule automobile.10. Use of a device according to one of claims 1 to 7, for limiting the air pollutants generated by a motor vehicle engine 13. 11. Procédé de mise en oeuvre de l'injection de fluides nécessaires au fonctionnement de systèmes de dépollution, par un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la mise en oeuvre de l'injection est placée sous la dépendance d'une unité de contrôle transmettant un signal MLI audit dispositif.11. A method of implementing the injection of fluids necessary for the operation of pollution control systems, by a device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the implementation of the injection is placed under the dependence of a control unit transmitting a PWM signal to said device.
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WO2004107534A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Marino Pedrazzini Bertolazzi A multi-purpose machine with two operating devices actuated by a single electric motor
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