FR3066542A1 - Procede de traitement des oxydes d'azote a l'echappement d'un moteur a combustion interne et dispositif associe - Google Patents

Procede de traitement des oxydes d'azote a l'echappement d'un moteur a combustion interne et dispositif associe Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de commande d'un débit d'agent réducteur à base d'urée en amont d'un catalyseur de réduction sélective des oxydes d'azote qui est monté à l'échappement d'un moteur à combustion interne, et qui est associé à son aval à un piège à ammoniac. Le débit d'agent réducteur est commandé de manière à provoquer une fuite d'ammoniac contrôlée à l'aval du catalyseur. Cette fuite est la seule source de réducteurs entrant dans le piège à ammoniac qui n'est par ailleurs alimenté en agent réducteur par aucun réservoir. Selon l'invention, la fuite est asservie à la masse d'ammoniac stockée dans le piège. En maîtrisant la valeur de la masse d'ammoniac dans le piège, on peut maîtriser l'efficacité de traitement de celui-ci et optimiser l'efficacité globale de l'association du catalyseur et du piège.

Description

-1 PROCEDE DE TRAITEMENT DES OXYDES D’AZOTE A L’ECHAPPEMENT D’UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET DISPOSITIF ASSOCIE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
L’invention concerne un procédé de traitement des oxydes d’azote provenant des gaz de combustion d’un moteur à combustion interne, notamment un moteur de type diesel. Elle concerne plus précisément un procédé de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée en amont d’un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote (catalyseur SCR) à l’aval duquel est monté un piège à ammoniac apte à réduire des oxydes d’azote sous l’action de fuites d’ammoniac provenant du catalyseur de réduction des oxydes d’azote.
Elle concerne également un dispositif pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De nombreux moteurs modernes à combustion interne, plus particulièrement les moteurs diesel des véhicules automobiles, sont équipés à l’échappement d’au moins un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote, dit aussi catalyseur SCR (de l’acronyme en langue anglaise pour : Sélective Catalytic Réduction).
Un tel catalyseur SCR permet de diminuer les rejets dans l’atmosphère des émissions d’oxydes d’azote (NOx) provenant des gaz de combustion d’un moteur, et ainsi de respecter les normes légales qui limitent les émissions à l’échappement d’espèces polluantes par les véhicules automobiles. Par exemple, la norme européenne dite « euro6b » limite les émissions d’oxydes d’azote des véhicules équipés d’un moteur diesel à 80 milligrammes par kilomètre parcouru, sur le cycle dit « NEDC ».
De manière connue, un catalyseur SCR fonctionne de manière continue, en réduisant en son sein des NOx émis par le moteur sous l’action de molécules réductrices, généralement de l’ammoniac, provenant de la décomposition d’un agent réducteur à base d’urée (Adblue®) qui est injecté dans le circuit d’échappement du moteur, en amont du catalyseur SCR. Les NOx sont réduits et transformés en molécules inoffensives (azote N2 et eau H2O) qui sont rejetées dans l’atmosphère extérieure.
Afin de contrôler la réaction de réduction et donc le traitement des émissions
-2polluantes, la quantité d’agent réducteur injectée en amont du catalyseur SCR ainsi que la quantité d’ammoniac stockée dans le catalyseur SCR doivent être contrôlées précisément. Un surdosage de l’agent réducteur conduirait à augmenter les consommations inutilement et à potentiellement créer des fuites d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR, tandis qu’un sous-dosage limiterait l’efficacité de traitement des oxydes d’azote. Ainsi, pour optimiser l’efficacité du procédé de réduction, il est nécessaire de réguler la masse d’ammoniac stockée dans le catalyseur SCR.
Cependant, cette masse n’est pas mesurable en temps réel et doit donc être estimée par un modèle. Par exemple, on connaît de la publication FR-A1-2992023 un système de traitement des gaz d’échappement émis par un moteur à combustion interne, comprenant un catalyseur SCR monté dans le circuit d’échappement du moteur, un moyen d’injection d’un agent réducteur dans le circuit d’échappement, en amont du catalyseur SCR, et un moyen d’estimation apte à estimer la masse d’ammoniac stockée dans le catalyseur SCR à partir du débit d’agent réducteur injecté, d’une valeur de la température des gaz d’échappement du moteur à l’entrée du catalyseur SCR, et d’un débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac sortant du catalyseur, mesuré grâce à un capteur monté en aval du catalyseur SCR.
Cette publication prévoit que le système comprend un dispositif de commande apte à commander le moyen d’injection d’agent réducteur à base d’urée et apte à déterminer le débit à injecter dans le circuit d’échappement du moteur en fonction de la quantité estimée d’ammoniac stockée dans le catalyseur SCR, ce que l’on peut illustrer par la figure 1 ici annexée.
Le dispositif de commande de la figure 1 comprend une simple boucle d’asservissement comprenant un moyen d’estimation 100 apte à estimer la masse d’ammoniac πίνη3 stockée dans un catalyseur SCR. Cette masse d’ammoniac πίνη3 stockée est comparée à une consigne de masse mNH3,sP dans un comparateur 200 qui délivre l’écart ε entre la masse estimée et la consigne. Cette simple boucle comprend également un régulateur 300, par exemple de type PID, qui reçoit en entrée la valeur de l’écart ε et qui fournit en sortie une valeur de débit d’agent réducteur à base d’urée Ωνη3,ιπ à injecter en amont du catalyseur SCR. Pour l’estimation de la masse d’ammoniac πίνη3 stockée dans le catalyseur SCR, le moyen d’estimation 100 reçoit en entrée une valeur du débit d’agent réducteur Ωνη3,ιπ injecté en amont du catalyseur SCR, une valeur de la température Tm des gaz à l’entrée du catalyseur SCR et une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,oui sortant du catalyseur SCR.
-3Or, il est connu que l’efficacité Eff de traitement des oxydes d’azote, c’est-àdire la proportion des molécules de NOx effectivement réduites dans le catalyseur SCR, dépend essentiellement de la température du catalyseur SCR, du débit d’oxydes d’azote entrant à traiter Ωνοχ,ιπ (lequel dépend du point de fonctionnement du moteur, notamment du régime et de la charge du moteur), et, comme le montre la figure 2 en annexe, de la masse d’ammoniac γπνη3 déjà stockée à l’intérieur du catalyseur SCR.
Sur cette figure, on a représenté en abscisse la masse d’ammoniac γπνη3 et en ordonnée l’efficacité de traitement Eff, pour une valeur de température du catalyseur SCR et une valeur de débit d’oxydes d’azote entrant Ωνοχ,ιπ données, c’est-à-dire dans des conditions de fonctionnement stabilisées du moteur.
L’efficacité de traitement Eff est maximale lorsque la masse d’ammoniac γπνη3 stockée dans le catalyseur SCR est proche de sa capacité maximale de stockage en ammoniac (également connue sous le terme ASC, acronyme en langue anglaise pour : Ammonia Storage Capacity), plus précisément pour une valeur légèrement inférieure à la saturation du catalyseur SCR en ammoniac. Elle est nettement plus faible lorsque la masse d’ammoniac γπνη3 dans le catalyseur SCR diminue.
Aussi, dans les procédés classiques de contrôle du fonctionnement d’un catalyseur SCR, mis en œuvre par exemple par un dispositif de commande de débit d’agent réducteur conforme à la figure 1, on vise généralement à injecter des quantités d’agent réducteur de telle sorte que la masse d’ammoniac γπνη3 dans le catalyseur SCR suive une consigne de masse d’ammoniac mNH3,sP dans le catalyseur SCR proche de l’ASC qui confère une efficacité maximale de traitement, conformément à la figure 2. En d’autres termes, on tend à réguler la masse d’ammoniac mNH3,sP autour d’une consigne de masse qui est légèrement inférieure à l’ASC, par exemple comprise entre 80 % et 90% de l’ASC.
Cependant, en raison de la proximité d’une telle consigne par rapport à la capacité maximale de stockage en ammoniac ASC du catalyseur SCR, un tel procédé de contrôle présente dans certaines circonstances des risques de fuite d’ammoniac en aval du catalyseur SCR.
Par exemple, lorsque le moteur est équipé d’un filtre à particules, il est connu que les régénérations périodiques du filtre à particules en mélange riche, destinées à la combustion des suies précédemment accumulées dans le filtre pendant le fonctionnement habituel du moteur en mélange pauvre, s’accompagnent d’une augmentation très rapide et très importante de la température à l’échappement du
-4moteur qui peut atteindre plusieurs centaines de degrés. La transmission de cette élévation de température au catalyseur SCR par l’intermédiaire des gaz et de la structure métallique du circuit d’échappement lui-même, a pour effet de diminuer considérablement la capacité maximale de stockage en ammoniac ASC du catalyseur SCR, ce qui peut entraîner une fuite d’ammoniac à l’aval de ce dernier.
Dans ces circonstances, pour éviter que de telles fuites d’ammoniac, composé particulièrement malodorant et polluant, soient produites à l’échappement du véhicule, de nombreux moteurs sont de manière additionnelle équipés à l’aval du catalyseur de réduction sélective principal, d’un piège à ammoniac, qui est apte à piéger les éventuelles émissions d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR.
Un tel piège à ammoniac se présente par exemple sous la même forme que le catalyseur SCR, dit alors catalyseur SCR amont, à l’exception du fait qu’il n’est pas associé à un dispositif d’injection d’agent réducteur pour l’alimenter en agent réducteur (adblue®). En d’autres termes : il s’agit d’un catalyseur SCR aval, qui a non seulement une fonction de piégeage de l’ammoniac, c’est-à-dire d’adsorption des fuites d’ammoniac provenant du catalyseur SCR amont, mais qui est aussi apte à adsorber les molécules d’oxydes d’azote non traitées par ledit catalyseur SCR amont, et qui est en outre apte à réduire lesdits oxydes d’azote par l’ammoniac (c’est-à-dire qu’il a une fonction de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote). Bien entendu, un tel piège à ammoniac ayant une fonction de réduction catalytique des oxydes d’azote ne peut stocker l’ammoniac émis par le catalyseur SCR amont en cas de fuite que dans la limite d’une capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège qui lui est propre.
Les procédés de commande connus du débit d’agent réducteur à l’entrée d’un catalyseur SCR ne visent qu’à optimiser l’efficacité de traitement dudit catalyseur SCR. Ils ne prévoient aucunement de piloter la masse de réducteurs présente dans un piège à ammoniac monté à l’aval dudit catalyseur SCR.
Or, un tel piège à ammoniac dispose également d’une efficacité de traitement qui est une fonction de sa propre capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège. On comprend de ce qui précède que les procédés de commande connus ne permettent pas d’optimiser l’efficacité globale de traitement des oxydes d’azote d’un moteur par l’association d’un catalyseur SCR amont associé à un piège à ammoniac à l’aval, faute de tout contrôle de l’efficacité de traitement du piège à ammoniac.
Cette perte d’efficacité globale est d’autant plus importante que le catalyseur SCR amont est d’une taille relativement petite par rapport à la taille du piège à ammoniac. Un tel cas de figure se présente notamment lorsque le catalyseur SCR est
-5logé au plus près du moteur pour pouvoir être réchauffé rapidement au démarrage du véhicule de manière à optimiser son efficacité de traitement à froid, et plus particulièrement encore lorsqu’il est couplé à un filtre à particules (on parle alors de SCR-F). L’encombrement disponible étant souvent limité sous le capot du véhicule, on ne peut loger qu’un catalyseur SCR de taille relativement petite, tandis qu’un piège à ammoniac peut être implanté sous le plancher du véhicule et ne subit donc pas les mêmes contraintes de taille que le catalyseur SCR. Il en résulte que la capacité maximale de stockage en ammoniac du catalyseur ASCscr est relativement faible par rapport à la capacité maximale de stockage en ammoniac du piège ASCpiège , et que l’efficacité maximale de traitement du catalyseur SCR est aussi relativement faible par rapport à l’efficacité maximale de traitement du piège.
RESUME DE L’INVENTION
L’invention propose de remédier aux défauts liés aux procédés de traitement des oxydes d’azote connus, plus particulièrement au manque d’efficacité de réduction des oxydes d’azote par un catalyseur SCR associé à un piège à ammoniac monté à son aval.
Elle propose pour cela un dispositif de commande d’un agent réducteur à base d’urée en amont d’un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote monté dans le circuit d’échappement d’un moteur à combustion interne, ledit circuit d’échappement comportant l’aval dudit catalyseur un piège à ammoniac ayant une fonction de réduction sélective des oxydes d’azote, ledit dispositif comportant une première simple boucle d’asservissement comprenant :
Un moyen d’estimation d’une quantité d’ammoniac dudit catalyseur à partir d’un ensemble de paramètres comprenant au moins ledit débit d’agent réducteur injecté ;
Un comparateur qui délivre un premier écart entre une consigne de quantité d’ammoniac et ladite quantité d’ammoniac ; et,
Un premier régulateur qui délivre la valeur dudit débit d’agent réducteur à injecter en fonction dudit premier écart.
Le dispositif est caractérisé en ce que, de manière cumulative :
Ladite quantité d’ammoniac du catalyseur est un débit de fuite d’ammoniac à l’aval dudit catalyseur et ladite consigne de quantité d’ammoniac est une consigne de débit de fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur ;
-6Le dispositif comprend en outre une deuxième simple boucle d’asservissement comprenant :
I. Un moyen d’estimation d’une masse d’ammoniac stockée dans le piège à ammoniac à partir d’un ensemble de paramètres comprenant au moins ledit débit de fuite d’ammoniac ;
II. Un comparateur qui délivre un deuxième écart entre une consigne de ladite masse d’ammoniac et ladite masse d’ammoniac ; et,
III. Un deuxième régulateur qui délivre une valeur de débit d’ammoniac entrant dans le piège en fonction dudit deuxième écart ; et,
La consigne de débit de fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur de la première simple boucle d’asservissement est déterminée comme égale au débit d’ammoniac entrant dans le piège à ammoniac de la deuxième simple boucle d’asservissement.
L’invention propose également un procédé de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée dans un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote monté dans le circuit d’échappement d’un moteur à combustion interne, ledit circuit d’échappement comportant à l’aval dudit catalyseur un piège à ammoniac ayant une fonction de réduction sélective des oxydes d’azote, ledit procédé comprenant :
Une étape au cours de laquelle on estime un débit de fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur en fonction au moins dudit débit d’agent réducteur ;
Une étape au cours de laquelle on détermine la valeur d’un premier écart entre une consigne de débit de fuite à l’aval du catalyseur er ladite valeur de débit de fuite à l’aval du catalyseur ; et,
Une étape au cours de laquelle on détermine la valeur du débit d’agent réducteur à injecter dans le catalyseur en fonction dudit premier écart.
Le procédé est caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
Une étape au cours de laquelle on détermine une valeur de consigne de masse d’ammoniac stockée dans le piège ;
Une étape au cours de laquelle on détermine une valeur de la masse d’ammoniac stockée dans le piège en fonction au moins du débit de fuite d’ammoniac à la sortie du catalyseur ;
Une étape au cours de laquelle on détermine la valeur d’un deuxième écart entre ladite consigne de masse d’ammoniac et ladite masse d’ammoniac ; et,
Une étape au cours de laquelle on détermine la valeur du débit d’ammoniac à l’entrée du piège en fonction dudit deuxième écart, et on prend comme consigne
-7de débit de fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur ladite valeur de débit d’ammoniac déterminée à l’entrée du piège.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés
sur lesquels : la figure 1 représente un dispositif de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée dans un catalyseur SCR en fonction de la masse d’ammoniac stockée dans ledit catalyseur SCR ; la figure 2 est un graphique qui illustre la variation de l’efficacité de traitement d’un catalyseur SCR en fonction de la masse d’ammoniac stockée ; la figure 3 représente un dispositif de motorisation apte à la mise en œuvre du procédé de commande selon l’invention ; la figure 4 est un graphique qui illustre les variations de la capacité maximale de stockage en ammoniac dans un catalyseur SCR et dans un piège à ammoniac en fonction de la température et du débit volumique horaire des gaz dans le circuit d’échappement du moteur de la figure 1 ; la figure 5 représente un dispositif de commande d’un agent réducteur à base d’urée dans un catalyseur SCR en fonction de la fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR, adapté du dispositif de commande de la figure 1 ; la figure 6 représente un dispositif de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée dans un catalyseur SCR en fonction de la masse d’ammoniac stockée dans le piège à ammoniac pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention ; et, la figure 7 est une représentation des étapes d’un mode de réalisation, du procédé de commande selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites plus haut. Bien entendu, la figure 2
-8illustre indifféremment la variation de l’efficacité de traitement d’un catalyseur SCR ou d’un piège à ammoniac ayant une fonction de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote, en fonction de la masse d’ammoniac qui y est stockée.
Sur la figure 3, on a représenté de manière non limitative un dispositif de motorisation apte à la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Il comprend un moteur 1 à combustion interne, par exemple un moteur diesel de véhicule automobile, qui se présente ici sous la forme d’un moteur à quatre cylindres en ligne suralimenté. Le moteur 1 est alimenté en air par un circuit d’admission d’air 2, et en carburant, par exemple du gazole, par une pluralité d’injecteurs 3 montés sur une rampe commune 4 d’alimentation en carburant.
Le circuit d’admission d’air 2 comporte d’amont en aval, c’est-à-dire dans le sens de circulation de l’air, une conduite d’admission d’air 5, un compresseur 6 d’un turbocompresseur 7 du moteur 1, une conduite de liaison compresseur - collecteur d’admission 8 et un collecteur d’admission 9, ou répartiteur 9. Bien entendu, le circuit d’admission 2 peut comporter d’autres composants non représentés ici, par exemple un filtre à air, un refroidisseur d’air suralimenté, etc.
Le moteur 1 est aussi équipé d’un circuit d’échappement 10 des gaz d’échappement, ou ligne d’échappement 10, comprenant d’amont en aval, c’est-à-dire dans le sens de circulation des gaz, un collecteur d’échappement 11, une turbine 12 du turbocompresseur 7, un catalyseur d’oxydation 13, une conduite de liaison catalyseur d’oxydation - débitmètre 14, un débitmètre 15, un dispositif de dépollution 16, une conduite de liaison dispositif de dépollution - piège à ammoniac 17, un piège à ammoniac 18 et un pot d’échappement 19.
De préférence, mais de manière non limitative, le dispositif de dépollution 16 comprend un filtre à particules 20 couplé à un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote 21, ou catalyseur SCR 21. On connaît un tel dispositif 16 combiné sous l’abréviation SCR-F (acronyme pour : Sélective Catalytic Réduction - Filter). Le dispositif de dépollution peut être logé sous le capot du véhicule.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le catalyseur SCR 21 peut être un composant séparé du filtre à particules 20. L’avantage d’un arrangement selon la figure 3, dans lequel un catalyseur SCR 21 est couplé dans un même SCR-F 16 à un filtre à particules 20, par exemple en aval de ce dernier, est que le niveau de température atteint par le catalyseur SCR est généralement plus élevé que si ces deux composants 20,21 sont séparés, ce qui augmente l’efficacité de traitement Eff du catalyseur SCR 21 en général. Ce niveau de température est d’autant plus élevé que
-9le SCR-F 16 est situé assez près du moteur 1, par exemple sous le capot du véhicule, dans le compartiment moteur. En revanche, un tel dispositif de dépollution 16, qui combine à la fois un filtre à particules 20 et un catalyseur SCR 21, est plus difficile à loger dans un véhicule, si bien que le volume du catalyseur SCR 21 doit être relativement petit, ce qui implique que sa capacité maximale de stockage en ammoniac ASCscr soit relativement faible. Les conséquences en seront décrites par la suite à l’appui de la figure 4.
Pour la réduction des oxydes d’azote émis dans les gaz de combustion du moteur 1 dans le catalyseur SCR 21, le SCR-F 16 est alimenté en agent réducteur à base d’urée (Adblue®) par l’intermédiaire d’un dispositif d’injection 22, par exemple un mixeur 22 situé en amont du SCR-F 16, à partir d’un réservoir 23. Bien entendu, si le catalyseur SCR 21 est un composant séparé, le dispositif d’injection est situé en amont du catalyseur SCR 21, mais pas nécessairement en amont du filtre à particules 20.
Une vanne de réglage 24 permet d’ajuster de manière continue le débit de réducteurs QNH3,scR,in injecté en amont du SCR-F 16, et qui est aussi le débit de réducteurs entrant dans le catalyseur SCR 21, le filtre à particules 20 n’ayant aucune action sur ledit débit de réducteurs. Ledit débit peut être déterminé en permanence, par exemple grâce à un capteur de degré d’ouverture de ladite vanne 24.
Le piège à ammoniac 18 peut se présenter sous la forme d’un catalyseur SCR additionnel 18, c’est-à-dire un catalyseur SCR aval apte à stocker les oxydes d’azote et à les réduire sous l’action d’ammoniac. Plus précisément, lesdits oxydes d’azote qu’il stocke proviennent des oxydes d’azote émis dans les gaz de combustion du moteur et qui ne sont pas traités par le catalyseur SCR 21 en raison d’une efficacité de traitement du catalyseur SCR 21 inférieure à 100%, et l’ammoniac pour réduire lesdits oxydes d’azote provient de fuites d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR (ici à l’aval du SCR-F 16) dans certaines conditions, par exemple lors de régénérations du filtre à particules 20.
Contrairement au catalyseur SCR 21, le piège à ammoniac 18 n’est alimenté par aucun débit de réducteurs à base d’urée provenant d’un réservoir quelconque, de sorte que les fuites d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR sont l’unique moyen pour réduire les oxydes d’azote dans le piège à ammoniac 18. Encore en d’autres termes, le débit d’ammoniac entrant dans le piège à ammoniac Qnh3,piège,in est égal au débit d’ammoniac sortant du catalyseur SCR Qnh3 ,SCR,out
Le piège à ammoniac 18 pouvant être logé sous le plancher du véhicule,
- 10l’encombrement est moins limité que pour le catalyseur SCR 21, de sorte que son volume peut être relativement grand, ce qui implique que sa capacité de stockage maximale en ammoniac ASCpiège soit relativement élevée par rapport à celle ASCscr du catalyseur SCR. Les conséquences en seront décrites par la suite à l’appui de la figure 4.
Pour la mise en œuvre du procédé de commande selon l’invention, le circuit d’échappement 10 comporte des moyens de mesure de la température des gaz d’échappement du moteur à l’entrée du catalyseur SCR-F (ou à l’entrée du catalyseur SCR 21 si il s’agit d’un composant séparé) TscRjn, et à l’entrée du piège à ammoniac Tpjège.in , par exemple respectivement un premier capteur de température 25 implanté en amont du SCR-F 16 (ou en amont du catalyseur SCR si il s’agit d’un composant séparé) et un deuxième capteur de température 26 implanté en amont du piège à ammoniac 18. II comprend aussi des moyens de détermination de la concentration cumulée en oxydes d’azote et en ammoniac à la sortie du catalyseur SCR et de la concentration cumulée en oxydes d’azote et en ammoniac à la sortie du piège à ammoniac, par exemple respectivement un premier capteur d’oxydes d’azote 27 logé à la sortie du SCR-F (ou du catalyseur SCR si il s’agit d’un composant séparé) et un deuxième capteur d’oxydes d’azote 28 logé à la sortie du piège à ammoniac. En variante, il peut s’agir de deux capteurs d’ammoniac 27,28. De manière connue en soi, de tels capteurs d’oxydes d’azote ou d’ammoniac sont sensibles aux deux espèces chimiques et permettent donc de mesurer la concentration cumulée des deux espèces, c’est-à-dire la somme des concentrations en oxydes d’azote et en ammoniac dans les gaz d’échappement du moteur.
En multipliant le débit des gaz d’échappement QeCh , par exemple déterminé grâce au débitmètre 15, respectivement avec lesdites valeurs de concentration cumulées, on détermine respectivement une valeur de débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac à la sortie du catalyseur SCR QNH3+NOx,scR,out et une valeur de débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac à la sortie du piège à ammoniac QnH3+NOx,piège,out
Le circuit d’échappement 10 comprend par ailleurs ici un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à l’admission à haute pression, dit aussi circuit EGR HP (de l’acronyme en langue anglaise pour: Exhaust Gas Recycling). II se présente sous la forme d’une conduite qui prend naissance en un point du circuit d’échappement 10 situé en amont de la turbine 12, ici entre le collecteur d’échappement 11 et la turbine 12. Son autre extrémité débouche en aval du
- 11 compresseur 6, dans la conduite de liaison compresseur - collecteur d’admission 8. Il est équipé d’une vanne de recirculation partielle des gaz d’échappement à haute pression 30, dite aussi vanne EGR HP 30, dont le réglage permet d’ajuster la proportion de gaz à haute pression recyclés à l’admission.
Le circuit d’échappement 10 comprend ici aussi un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à l’admission à basse pression 30, dit aussi circuit EGP BP. Il se présente sous la forme d’une conduite 31 qui prend naissance en un point du circuit d’échappement situé en aval de la turbine 12, ici de manière non limitative à la sortie du catalyseur d’oxydation 13 en un point de la conduite de liaison catalyseur d’oxydation - débitmètre 14. Son autre extrémité débouche en amont du compresseur 6, dans la conduite d’admission d’air 5. Il est équipé d’une vanne de recirculation partielle des gaz d’échappement à basse pression 32, dite aussi vanne EGR BP, dont le réglage permet d’ajuster la proportion de gaz à basse pression recyclés à l’admission.
Le dispositif de motorisation comprend aussi des moyens de contrôle (non représentés), par exemple un calculateur électronique, apte à régler les paramètres de fonctionnement du dispositif de motorisation, notamment du moteur 1 et du catalyseur SCR 21, en fonction notamment d’une consigne de couple correspondant à un enfoncement de la pédale d’accélérateur par le conducteur du véhicule et à un régime donné. De manière connue en soi, le calculateur règle l’admission d’air et la proportion de gaz d’échappement à haute pression et à basse pression recyclés à l’admission, l’injection de carburant dans le moteur, et le débit de réducteurs QNH3,scR,in injecté en amont du SCR-F 16 pour la réduction dans le catalyseur SCR 21 des oxydes d’azote produits dans les gaz de combustion du moteur.
D’autres variantes de dispositif de motorisation sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention.
La figure 4 illustre la variation de la capacité maximale de stockage maximale en ammoniac ASC en fonction du débit volumétrique horaire WH des gaz d’échappement dans le circuit d’échappement du moteur et de la température. Par débit volumétrique horaire, on entend le rapport du débit des gaz d’échappement QeCh traversant le composant considéré, divisé par le volume dudit composant. Il correspond à l’inverse de la durée de résidence des gaz d’échappement dans ledit composant. Plus le WH est élevé, plus la durée de résidence est faible, et plus les gaz d’échappement traversent rapidement le composant.
Les courbes C3 et C4 représentent respectivement la variation de la capacité
- 12 maximale de stockage en ammoniac ASCscr en fonction de la température d’un catalyseur SCR 21 de volume et d’ASC relativement faible conformément au mode de réalisation illustré par la figure 3, pour un débit volumétrique horaire de 30 s-1 et 60 s-1 . On constate que pour un petit SCR, la valeur de ladite capacité ASCscr est relativement insensible au débit traversant. La capacité ASCscr décroît en fonction de la température, et elle devient très faible lorsque la température atteint ou dépasse 400°C.
Il en résulte qu’avec les procédés de commande connus de l’injection de réducteurs en fonction d’une consigne de masse d’ammoniac mNH3,scR proche de la capacité de stockage maximale en ammoniac ASCscr , en cas d’augmentation brutale de la température à l’échappement qui se communique au catalyseur SCR, ledit catalyseur SCR se vide presque complètement de son stock d’ammoniac. Ce cas se présente notamment en cas de régénération du filtre à particules 20 à une température de l’ordre de 600°C, qui se communique presque instantanément au catalyseur SCR 21 en raison de leur proximité immédiate.
Généralement, l’augmentation brutale de la température à l’échappement, liée par exemple à une régénération du filtre à particules 20, ne se communique pas dans les mêmes proportions ni avec la même rapidité au piège à ammoniac 18, parce-que ce dernier est monté à bonne distance du moteur et du filtre à particules, par exemple sous la caisse du véhicule. Aussi les fuites d’ammoniac provenant du catalyseur SCR peuvent-elles être retenues dans le piège à ammoniac 18, comme il ressort de la figure 4. La variation de la capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège d’un piège à ammoniac conforme au mode de réalisation de la figure 3, c’est-à-dire un piège de volume relativement élevé, en fonction de la température, est ici représentée respectivement par les courbes C1 et C2 pour un débit volumétrique horaire de 30 s-1 et 60 s-1 . Par exemple, dans la mesure où l’élévation de température du piège à ammoniac 18 ne dépasse pas 300°C environ même en cas d’augmentation brutale de la température dans le catalyseur SCR, la capacité ASCpiège du piège à ammoniac est supérieure à toutes les valeurs de capacité ASCscr du catalyseur SCR, de sorte que toute fuite d’ammoniac à l’aval du catalyseur SCR n’excède pas la capacité d’adsorption du piège.
Mais en référence à la figure 4, comme exposé plus haut, les procédés de commande du débit d’injection de réducteurs connus ne permettent pas d’optimiser l’efficacité de traitement globale des oxydes d’azote par l’ensemble constitué par l’association en série du catalyseur SCR 20 et du piège à ammoniac 18.
- 13On rappelle que ces procédés connus visent à régler les quantités de réducteurs injecté dans le catalyseur SCR QNH3,scR,in en fonction d’une consigne de masse d’ammoniac mNH3,scR,sP stockée dans le catalyseur SCR proche de la capacité ASCscr du catalyseur SCR sans provoquer en général de fuite d’ammoniac, le piège à ammoniac étant utilisé uniquement pour retenir le débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,ouî à l’aval du catalyseur SCR dans certaines circonstances particulières peu fréquentes.
Or, on constate à l’appui des courbes 3 et 4 qu’à la plupart des températures de fonctionnement, le piège à ammoniac 18 présente une valeur d’ASC relativement élevée, c’est-à-dire plus élevée que la capacité ASCscr du catalyseur, et qui lui permettrait d’avoir une efficacité de traitement des oxydes d’azote qui serait élevée si la masse d’ammoniac γπνη3,piège en son sein était elle-même ajustée à une valeur proche de sa propre capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège.
C’est pourquoi l’invention propose un procédé dans lequel on injecte des débits d’agent réducteur QNH3,scR,in dans le catalyseur SCR de manière à créer systématiquement une fuite d’ammoniac à l’aval dudit catalyseur Qnh3,scr,oui , ladite fuite, qui est aussi égale au débit d’ammoniac entrant Qnh3,piège,in dans le piège à ammoniac étant pilotée de manière à ajuster la masse d’ammoniac γπνη3,piège autour d’une valeur consigne γπνη3,piège,sp strictement positive pour laquelle l’efficacité de traitement présente une valeur importante prédéterminée.
On comprend que, dans ces conditions de fuite, le catalyseur SCR est en permanence saturé d’ammoniac, c’est-à-dire que la masse d’ammoniac qu’il contient mNH3,scRest toujours égale à sa capacité de stockage ASCscr . Il en résulte (figure 2) que, contrairement aux procédés connus dans lesquels la masse d’ammoniac dans le SCR est réglée sur la valeur d’efficacité de traitement maximale du catalyseur SCR, le procédé selon l’invention fait perdre légèrement en efficacité de traitement du catalyseur SCR pris isolément. Mais cette légère perte d’efficacité est largement compensée par l’augmentation très importante de l’efficacité de traitement du piège à ammoniac, si bien que l’efficacité globale de traitement des oxydes d’azote par l’ensemble constitué par l’association du catalyseur SCR et du piège à ammoniac est optimisée.
Bien entendu, il convient alors d’éviter l’apparition de fuites d’ammoniac à l’aval du piège à ammoniac. Pour cela, on peut par exemple choisir, de manière conservatoire, de régler la masse d’ammoniac γπνη3,piège dans le piège à ammoniac autour d’une consigne γπνη3,piège,sp qui n’excède pas la plus petite valeur de l’ASCpiège
- 14du piège à ammoniac observée pour toutes les conditions de fonctionnement observées (WH et température ) réelles du piège, et non pas sur la valeur qui maximise l’efficacité, par exemple une valeur de l’ordre de 80 à 90% de sa capacité de stockage ASCpiège. Ces conditions réelles de fonctionnement peuvent être mesurées par des essais sur véhicule, et permettent d’en déduire une valeur de consigne de masse appropriée.
La figure 5 représente un dispositif de commande d’un débit (massique) d’agent réducteur Ωνη3,ιπ dans un catalyseur SCR en fonction de la fuite Qnh3,oui d’ammoniac à l’aval dudit catalyseur SCR, adapté du moyen de la figure 1. Un tel dispositif de commande peut être utilisé dans un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
Le dispositif de commande de la figure 5 est très similaire à celui de la figure 1. Il comprend une simple boucle d’asservissement comprenant un moyen d’estimation 400 apte à estimer un débit de fuite d’ammoniac Qnh3,oui à l’aval d’un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote. Cette valeur de fuite Qnh3,oui est comparée à une consigne de débit de fuite QNH3,out,sP dans un comparateur 500 qui délivre l’écart ε entre le débit estimé et la consigne. Cette simple boucle comprend également un régulateur 600 similaire au régulateur 300 de la figure 1, par exemple de type PID, qui reçoit en entrée la valeur de l’écart ε et qui fournit en sortie une valeur de débit d’agent réducteur Ωνη3,ιπ à injecter en amont du catalyseur SCR.
Pour l’estimation du débit (massique) de fuite d’ammoniac Qnh3,oui sortant du catalyseur SCR, le moyen d’estimation 400 reçoit en entrée une valeur du débit d’agent réducteur Ωνη3,ιπ injecté en amont du catalyseur SCR, une valeur de la température Tm des gaz à l’entrée du catalyseur SCR et une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,oui sortant du catalyseur. Il s’agit ici d’une estimation similaire à l’estimation réalisée par le moyen d’estimation 100 de la figure 1, en utilisant le principe de superposition suivant : le moyen d’estimation 100 de la figure 1 permet d’estimer un premier débit Qnh3,îii,i injecté dans le catalyseur pour obtenir toute valeur de masse γπνη3 stockée souhaitée, plus particulièrement la masse correspondant à la capacité maximale de stockage en ammoniac du catalyseur ASCscr . Une injection supplémentaire d’agent réducteur, toutes choses égales par ailleurs, ne peut alors plus être stockée dans le catalyseur SCR qui est saturé, et s’en échappe intégralement à l’aval. Le débit de fuite d’ammoniac QNH3,outest donc égal au débit réel injecté Ωνη3,ιπ, diminué du débit Qnh3,in,asc qu’il faudrait injecter pour obtenir une masse d’ammoniac mNH3 égale à la capacité ASCscr à la température Tin et au
- 15débit global d’oxydes d’azote et d’agent réducteur QNOx+NH3,out sortant du catalyseur SCR (déterminable par un moyen tel que le moyen 100 de la figure 1).
Les deux dispositifs de commande de la figure 1 et de la figure 5 sont ensuite utilisés en combinaison dans le dispositif de commande selon l’invention, plus précisément un dispositif de commande en cascade qui comprend à la fois un dispositif de commande selon la figure 1 utilisé pour le piège à ammoniac 18, et un dispositif de commande selon la figure 5 utilisé pour le catalyseur SCR 21.
Dans un mode de réalisation de l’invention illustré par la figure 6, Le dispositif de commande comprend une simple boucle d’asservissement, comprenant :
des moyens aptes à déterminer un débit d’agent réducteur à base d’urée QNH3,scR,inà l’entrée du catalyseur SCR 21 (par exemple : le capteur de position d’ouverture de la vanne 24) ;
des moyens aptes à déterminer une valeur de la température TscRjn à l’entrée du catalyseur SCR (par exemple : le capteur de température 25) ; et, des moyens aptes à déterminer une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac QNOx+NH3,scR,out sortant du catalyseur (par exemple : le débitmètre 15, le capteur d’oxydes d’azote 27, et des moyens de calcul du produit du débit mesuré par le débitmètre 15 et de la concentration mesurée par le capteur 27, ces moyens étant compris dans le calculateur du moteur).
Cette simple boucle comprend le moyen d’estimation 400 du débit de fuite d’ammoniac QNH3,scR,out à la sortie du catalyseur SCR 21. Il reçoit en entrée les valeurs de débit d’agent réducteur QNH3,scR,in à l’entrée du catalyseur SCR, de température TscRjn à l’entrée du catalyseur SCR, et de débit global d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,ouî sortant du catalyseur SCR. En sortie, il délivre le débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,ouî . Ce débit de fuite est comparé à une consigne de débit de fuite d’ammoniac QNH3,scR,out,sP dans le comparateur 500 qui délivre un premier écart ει entre le débit de fuite et la consigne de débit de fuite.
Cette simple boucle comprend aussi un premier régulateur 600 du débit de fuite, par exemple un régulateur de type PID, qui reçoit en entrée la valeur du premier écart ει et qui délivre en sortie le débit d’agent réducteur QNH3,scR,in à injecter en amont du catalyseur SCR 21.
Selon l’invention, le dispositif de commande comporte en outre une deuxième boucle d’asservissement comprenant :
des moyens aptes à déterminer un débit d’ammoniac Qnh3,piège,in entrant dans le piège à ammoniac 18 (par exemple la sortie du moyen d’estimation 400 de la
- 16première boucle, ce débit étant égal au débit de fuite d’ammoniac à la sortie du catalyseur SCR) ;
des moyens aptes à déterminer une valeur de la température Tpjègejn à l’entrée du piège à ammoniac (par exemple : le capteur de température 26) ; et, des moyens aptes à déterminer une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,piège,out sortant du piège à ammoniac (par exemple : le débitmètre 15, le capteur d’oxydes d’azote 28, et des moyens de calcul du produit du débit mesuré par le débitmètre 15 et de la concentration mesurée par le capteur 28, ces moyens étant compris dans le calculateur du moteur).
Cette simple boucle comprend le moyen d’estimation 100 de la masse d’ammoniac πίνη3,piège stockée dans le piège à ammoniac. Il reçoit en entrée les valeurs de débit d’ammoniac Qnh3,piège,in à l’entrée du piège à ammoniac, de température Tpjègejn à l’entrée du piège à ammoniac, et de débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,piège,out sortant du piège à ammoniac. En sortie, il délivre la masse d’ammoniac γπνη3,piège dans le piège à ammoniac. Cette masse est comparé à une consigne de masse γπνη3,piège,sp dans le comparateur 200 qui délivre un deuxième écart £2 entre la masse et la consigne de masse.
Cette deuxième boucle comprend aussi un deuxième régulateur 300 qui est un régulateur de masse d’ammoniac, par exemple un régulateur de type PID, qui reçoit en entrée la valeur du deuxième écart £2 et qui délivre en sortie le débit d’ammoniac Qnh3,piège,in à obtenir en amont du piège à ammoniac 18.
Selon l’invention, le débit d’ammoniac Qnh3,piège,in en amont du piège 18 est fournie par la deuxième simple boucle d’asservissement à l’entrée du premier comparateur 500, en tant que valeur de consigne QNH3,scR,out,sp du débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,oui à la sortie du catalyseur SCR.
En d’autres termes, la consigne de débit de fuite d’ammoniac à la sortie du catalyseur SCR de la première boucle d’asservissement est asservie en permanence à la régulation de la masse d’ammoniac stockée dans le piège à ammoniac.
La figure 7 illustre les différentes étapes du procédé de commande selon l’invention dans un mode de réalisation non limitatif utilisant le dispositif de la figure 6. Ces étapes sont commandées par le calculateur du moteur.
Le procédé débute par une étape d’initialisation 1000, par exemple au démarrage du véhicule, dans laquelle on règle le débit d’agent réducteur à base d’urée (Adblue®) injecté dans le catalyseur SCR 21 sur une valeur initiale, par exemple une valeur de débit forfaitaire prédéterminée apte à provoquer une fuite d’ammoniac à
- 17l’aval du catalyseur SCR.
Les étapes suivantes du procédé sont mises en œuvre de manière itérative et continue, par exemple jusqu’à ce que le moteur soit arrêté.
Le procédé comporte une étape 1100 de détermination d’une valeur de consigne de masse d’ammoniac γπνη3,piège,sP dans le piège à ammoniac 18. II peut s’agir par exemple d’une valeur fixe prédéterminée qui corresponde à la plus petite valeur de la capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège du piège à ammoniac dans toutes les conditions de fonctionnement réelles du véhicule de façon à assurer qu’aucune fuite d’ammoniac ne se produise à la sortie du piège à ammoniac. II peut aussi s’agir d’une valeur dépendant du point de fonctionnement courant du moteur (régime,charge) et de la probabilité que la température du piège à ammoniac augmente dans un délai rapproché au-delà d’un certain seuil : par exemple, on peut prévoir que le filtre à particules 20 va avoir besoin rapidement d’une régénération à forte température lorsque la contrepression à ses bornes s’approche d’un seuil prédéterminé, pour une valeur de débit des gaz d’échappement donné. Tant que la valeur de la contrepression est suffisamment loin du seuil, on peut alors prévoir que le piège à ammoniac ne subira pas d’élévation importante de température susceptible de diminuer sa capacité maximale de stockage en ammoniac ASCpiège , et on peut donc choisir une consigne de masse d’ammoniac γπνη3,piège,sp dans le piège à ammoniac très proche de ladite capacité maximale (par exemple 80 à 90%), de manière à maximiser l’efficacité de traitement des oxydes d’azote dans le piège sans risque de fuite d’ammoniac.
Le procédé se poursuit par une étape 1200 de détermination :
d’un débit d’agent réducteur à base d’urée QNH3,scR,in à l’entrée du catalyseur SCR 21 (par exemple grâce au capteur de position d’ouverture de la vanne 24) ;
d’une valeur de la température TscRjn à l’entrée du catalyseur SCR (par exemple grâce au capteur de température 25) ; et, d’une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac QNOx+NH3,scR,out sortant du catalyseur (par exemple : grâce au débitmètre 15, au capteur d’oxydes d’azote 27, et aux moyens de calcul du produit du débit mesuré par le débitmètre 15 et de la concentration mesurée par le capteur 27, ces moyens étant compris dans le calculateur du moteur).
A l’étape suivante 1300, on calcule une valeur de débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,out sortant du catalyseur SCR, par exemple à partir des paramètres déterminés
- 18à l’étape 1200 et du moyen d’estimation de la fuite 400. Bien entendu, d’autres modes de réalisation que celui présenté ici pour le calcul de la valeur de ce débit sont envisageables, notamment des calculs se basant que d’autres paramètres de fonctionnement du dispositif de motorisation que ceux de l’étape précédente 1200.
Le procédé se poursuit par une étape 1400 de détermination :
d’un débit d’ammoniac Qnh3,piège,in entrant dans le piège à ammoniac 18, qui est égal au débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,oui sortant du catalyseur SCR obtenu à l’étape précédente 1300 ;
d’une valeur de la température Tpiègejn à l’entrée du piège à ammoniac (par exemple grâce au capteur de température 26) ; et, d’une valeur du débit cumulé d’oxydes d’azote et d’ammoniac Qnox+nh3,piège,oui sortant du piège à ammoniac (par exemple : grâce au débitmètre 15, au capteur d’oxydes d’azote 28, et aux moyens de calcul du produit du débit mesuré par le débitmètre 15 et de la concentration mesurée par le capteur 28, ces moyens étant compris dans le calculateur du moteur).
A l’étape suivante 1500, on calcule une valeur de masse d’ammoniac πίνη3,piège stockée dans le piège à ammoniac, par exemple à partir des paramètres déterminés à l’étape 1400 et du moyen d’estimation de la masse 100. Bien entendu, d’autres modes de réalisation que celui présenté ici pour le calcul de la valeur de cette masse sont envisageables, notamment des calculs se basant que d’autres paramètres de fonctionnement du dispositif de motorisation que ceux de l’étape précédente 1400.
Le procédé se poursuit par une étape 1600 de détermination du deuxième écart £2 entre la consigne de masse πίνη3,piège,sP de l’étape 1100 et la masse πίνη3,piège de l’étape 1500, puis par une étape de détermination d’une valeur de débit d’ammoniac Qnh3,piège,in à obtenir à l’entrée du piège à ammoniac à partir du deuxième écart £2, grâce au deuxième régulateur de masse 300. Ce débit est alors pris comme valeur de consigne de débit de fuite d’ammoniac Qnh3,scr,oui à la sortie du catalyseur SCR.
Le procédé se poursuit par une étape 1700 de détermination du premier écart £i entre la consigne de débit Qnh3,scr,oui,sp de l’étape 1700 et le débit Qnh3,scr,oui de l’étape 1400, puis par une étape de détermination d’une valeur de débit d’agent réducteur QNH3,scR,inà injecter à l’entrée du catalyseur SCR à partir du premier écart £i grâce au premier régulateur de débit de fuite 600.
En résumé, le procédé comprend des étapes qui permettent de réguler le débit d’agent réducteur injecté dans le catalyseur SCR de manière à provoquer une fuite d’ammoniac bien réglée à l’aval de celui-ci, ce débit de fuite d’ammoniac, entrant ensuite dans le piège à ammoniac, étant calibré pour permettre à la masse d’ammoniac stockée dans le piège à atteindre une valeur de consigne prédéterminée lui conférant une efficacité de traitement des oxydes d’azote élevée prédéterminée.

Claims (11)

  1. -20REVENDICATIONS
    1. Dispositif de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée (QNH3,scR,in) en amont d’un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote (21) monté dans le circuit d’échappement (10) d’un moteur à combustion interne, ledit circuit d’échappement (10) comportant à l’aval dudit catalyseur (21) un piège à ammoniac (18) ayant une fonction de réduction sélective des oxydes d’azote, ledit dispositif comportant une première simple boucle d’asservissement comprenant :
    Un moyen d’estimation d’une quantité d’ammoniac dudit catalyseur (21) à partir d’un ensemble de paramètres comprenant au moins ledit débit d’agent réducteur injecté (QNH3,scR,in) ;
    Un comparateur qui délivre un premier écart (ει) entre une consigne de quantité d’ammoniac et ladite quantité d’ammoniac ; et,
    Un premier régulateur qui délivre la valeur dudit débit d’agent réducteur à injecter (QNH3,scR,in) en fonction dudit premier écart (ει), le dispositif étant caractérisé en ce que, de manière cumulative :
    Ladite quantité d’ammoniac du catalyseur (21) est un débit de fuite d’ammoniac (Qnhs.scr.ouÛ à l’aval dudit catalyseur (21) et ladite consigne de quantité d’ammoniac est une consigne de débit de fuite d’ammoniac (QNH3,scR,out,sp) à l’aval du catalyseur (21) ;
    Le dispositif comprend en outre une deuxième simple boucle d’asservissement comprenant :
    i. Un moyen d’estimation (100) d’une masse d’ammoniac (γπνη3,piège) stockée dans le piège à ammoniac (18) à partir d’un ensemble de paramètres comprenant au moins ledit débit de fuite d’ammoniac (QnH3,SCR,ouî) i ii. Un comparateur (200) qui délivre un deuxième écart (ε2) entre une consigne de ladite masse d’ammoniac (γπνη3,piège,sp) et ladite masse d’ammoniac (mNH3,piège) ; et, iii. Un deuxième régulateur (100) qui délivre une valeur de débit d’ammoniac entrant dans le piège (Qnh3,piège,in) en fonction dudit deuxième écart (ε2) ; et
    La consigne de débit de fuite d’ammoniac (QNH3,scR,out,sp) à l’aval du catalyseur (21) de la première simple boucle d’asservissement est déterminée comme étant égale au débit d’ammoniac (Qnh3,piège,in) entrant dans le piège à ammoniac (18) de la deuxième simple boucle d’asservissement.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des moyens de détermination de la température (TscRjn) des gaz d’échappement du moteur en amont du catalyseur (21) et des moyens de détermination d’un débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (QNH3+NOx,scR,out) à la sortie du catalyseur (21), et que le moyen d’estimation (400) du débit de fuite d’ammoniac (Qnhs.scr.oui) est apte à estimer ledit débit de fuite à partir de ladite température, dudit débit cumulé, et du débit d’agent réducteur (QNH3,scR,in) injecté en amont du catalyseur.
  3. 3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des moyens de détermination de la température (TPiège,in) des gaz d’échappement du moteur en amont du piège et des moyens de détermination d’un débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (Qnh3+nox,piège,out) à la sortie du piège (18), et que le moyen d’estimation (100) de la masse d’ammoniac (γπνη3,piège) dans le piège est apte à estimer ladite masse à partir de ladite température, dudit débit cumulé, et du débit de fuite d’ammoniac (Qnhs.scr.ouO-
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la température (TscRjn) à l’entrée du catalyseur comprennent un capteur de température (25) monté en amont du catalyseur (21).
  5. 5. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détermination du débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (QNH3+NOx,scR,out) à la sortie du catalyseur comprennent un débitmètre (15) apte à mesurer un débit des gaz d’échappement du moteur, un capteur d’oxydes d’azote ou un capteur d’ammoniac (27) monté à la sortie du catalyseur (21) et apte à mesurer une concentration cumulée d’ammoniac et d’oxydes d’azote, et des moyens aptes à calculer ledit débit cumulé comme le produit dudit débit des gaz d’échappement et de ladite concentration cumulée.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la température (TPiège,in) à l’entrée du piège comprennent un capteur de température (26) monté en amont du piège.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de
    -22détermination du débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (Qnh3+nox,piège,out) à la sortie du piège comprennent un débitmètre (15) apte à mesurer un débit des gaz d’échappement du moteur, un capteur d’oxydes d’azote ou un capteur d’ammoniac (28) monté à la sortie du piège (18) et apte à mesurer une concentration cumulée d’ammoniac et d’oxydes d’azote, et des moyens aptes à calculer ledit débit cumulé comme le produit dudit débit des gaz d’échappement et de ladite concentration cumulée.
  8. 8. Procédé de commande d’un débit d’agent réducteur à base d’urée (QNH3,scR,in) dans un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote (21) monté dans le circuit d’échappement (10) d’un moteur à combustion interne (1), ledit circuit d”échappement comportant à l’aval dudit catalyseur (21) un piège à ammoniac ayant une fonction de réduction sélective des oxydes d’azote, ledit procédé comprenant :
    Une étape (1300) au cours de laquelle on estime un débit de fuite d’ammoniac (Qnhs.scr.ouÛ à l’aval du catalyseur (21) en fonction au moins dudit débit d’agent réducteur (QNH3,scR,in) ;
    Une étape (1800) au cours de laquelle on détermine la valeur d’un premier écart (ει) entre une consigne de débit de fuite (QNH3,scR,out,sp) à l’aval du catalyseur et ladite valeur de débit de fuite (Qnhs.scr.ouÛ à l’aval du catalyseur ; et,
    - Une étape (1900) au cours de laquelle on détermine la valeur du débit d’agent réducteur à injecter (QNH3,scR,in) dans le catalyseur en fonction dudit premier écart (ει), .ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    Une étape (1100) au cours de laquelle on détermine une valeur de consigne de masse d’ammoniac (mNH3,piège,sp) stockée dans le piège (18) ;
    Une étape (1500) au cours de laquelle on détermine une valeur de la masse d’ammoniac (mNH3,piège) stockée dans le piège (18) en fonction au moins du débit de fuite d’ammoniac (Qnh3,scr,oui) à la sortie du catalyseur (21) ;
    Une étape (1600) au cours de laquelle on détermine la valeur d’un deuxième écart (ε2) entre ladite consigne de masse d’ammoniac (mNH3,piège,sP) et ladite masse d’ammoniac (mNH3,piège) ; et,
    - Une étape (1700) au cours de laquelle on détermine ia valeur du débit d’ammoniac (Qnh3,piège,in) à l’entrée du piège (18) en fonction dudit
    -23deuxième écart, et on prend comme consigne de débit de fuite d’ammoniac (QNH3,scR,out,sP) à l’aval du catalyseur (21) ladite valeur de débit d’ammoniac (Qnh3,piège,in) déterminée à l’entrée du piège (18).
  9. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend
    5 en outre une étape (1200) au cours de laquelle on détermine une valeur de la température (TscRjn) des gaz d’échappement du moteur en amont du catalyseur (21) et une valeur du débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (Qnh3+nox,scr,oui) à la sortie du catalyseur, le débit de fuite d’ammoniac (QNH3,scR,out) à l’aval du catalyseur étant estimé en fonction de ladite 10 température, dudit débit cumulé, et du débit d’agent réducteur injecté (QNH3,SCR,in).
  10. 10. Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape (1400) au cours de laquelle on détermine une valeur de température des gaz d’échappement du moteur en amont du piège
  11. 15 (18) et une valeur de débit cumulé d’ammoniac et d’oxydes d’azote (Qnh3+nox,piège,ont) à la sortie du piège, la masse d’ammoniac (πίνη3,piège) dans le piège étant estimée en fonction de ladite température, dudit débit cumulé, et du débit de fuite d’ammoniac (Qnhs.scr.oui) à la sortie du catalyseur (21).
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