FR3068779A1

FR3068779A1 - Determination du niveau d'un liquide dans un reservoir

Info

Publication number: FR3068779A1
Application number: FR1761918A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Dupriez; Denis Mesmer; Cheikh Diouf; Kevin Lacombe; Sonny Borsoi; Peter Bauer
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-01-11

Abstract

L'invention propose un procédé de détermination du niveau d'additif liquide dans un réservoir d'additif liquide d'un système de traitement des gaz d'échappement de véhicule automobile équipé d'un système de mesure de niveau de liquide. Le procédé consiste premièrement à s'appuyer sur la détermination du fait qu'un ensemble de conditions inhérentes au fonctionnement du véhicule et au système de traitement des gaz sont satisfaites ou non. Et, deuxièmement à utiliser ces conditions pour choisir soit la valeur mesurée soit la valeur simulée comme valeur déterminée par le système de mesure du niveau de liquide dans le réservoir.

Description

La présente invention se rapporte de manière générale aux systèmes de traitement des gaz d’échappement des véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un procédé de détermination du niveau d’un additif liquide utilisé dans un système de traitement des gaz d'échappement d’un véhicule automobile, tel qu'un système de traitement par réduction catalytique sélective.

L'invention trouve des applications, en particulier, dans les véhicules équipés de moteurs diesel, par exemple dans des véhicules légers, des véhicules de type utilitaires ou dans des camions (ou véhicules poids lourds) comportant un tel moteur.

Les gaz d'échappement générés par les véhicules à moteur à allumage par compression (dits moteurs diesel) ou par les véhicules à moteur à allumage commandé (dits moteurs essence), sont notamment composés de polluants atmosphériques gazeux tels que des oxydes de carbone (COx pour CO et CO₂) et des oxydes d'azote (NOx pour NO et NO₂). Les moteurs diesel, en particulier, font l'objet d'une réglementation visant à réduire la quantité de gaz polluants qu'ils émettent. Les normes plafonnant les niveaux d'oxydes d'azote émis en sont un exemple, elles tendent à être de plus en plus restrictives.

Dans le cas particulier des véhicules équipés d'un moteur diesel, la dépollution des gaz d'échappement du moteur peut être réalisée au moyen d’un dispositif de traitement des gaz mettant en œuvre une méthode de dépollution telle que la méthode de réduction catalytique sélective (« SCR, Sélective catalytic réduction » en langue anglosaxonne). La méthode SCR emploie un additif liquide dépolluant afin de réduire sélectivement les oxydes d'azotes (NOx) contenus dans les gaz d'échappement. Par additif liquide dépolluant, on entend un produit dépolluant qui peut être injecté dans un dispositif de traitement de gaz d'échappement d'un moteur dans le but de dépolluer les gaz d'échappement avant leur rejet dans l’atmosphère.

L'additif liquide communément utilisé dans la méthode SCR est appelé « fluide d'échappement diesel » ou FED (« Diesel exhaust fluid », ou DEF, dans la langue anglosaxonne) qui est une solution aqueuse d'urée à 32,5% (en poids), aussi commercialisée sous la marque AdBlue®. La solution aqueuse d'urée est un précurseur d'ammoniaque (NH₃), et cet ammoniaque réagit avec les oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement pour donner des espèces moins polluantes, à savoir du diazote (N₂), de l'eau et du dioxyde de carbone (CO₂). Ainsi, l'ammoniaque utilisé dans la méthode SCR est un agent réducteur, fourni sous la forme d'un additif liquide.

Dans les véhicules, l'additif liquide est stocké dans un réservoir dédié, qui est équipé d'un module de dosage appelé aussi dispositif de distribution d'additif liquide. Le dispositif de distribution d'additif liquide est adapté pour prélever l'additif liquide, en doser une quantité déterminée et l'injecter dans le dispositif de traitement des gaz d'échappement en vue de la dépollution desdits gaz. Pour cela, le dispositif de distribution d'additif liquide comprend un boîtier dans lequel sont disposés des composants fonctionnels tels que notamment des moyens pour pomper l'additif liquide et/ou des moyens pour doser l'additif, des moyens pour mesurer la quantité d'additif liquide dans le réservoir, et des capteurs.

Les moyens pour mesurer la quantité d'additif liquide dans le réservoir permettent d’informer l’utilisateur du véhicule de la quantité de FED présente dans le réservoir. Du fait des réglementations strictes entourant la dépollution des gaz d’échappement, l’utilisateur d’un véhicule à moteur diesel doit être alerté, le cas échéant, du fait que le réservoir sera bientôt vide afin de pouvoir effectuer un remplissage en conséquence. En outre, ce type de véhicule peut voir son couple moteur volontairement réduit voire peut être contraint à l’arrêt total lorsque la quantité de FED présente dans le réservoir est considérée comme insuffisante ou lorsque le réservoir est vide, dans le souci du respect de l’environnement.

Ainsi il est souhaitable d’être capable de fournir aux conducteurs de véhicules, avec une précision et une fréquence de mises à jour satisfaisantes, une information concernant la quantité de FED restant dans le réservoir.

Une approche déjà connue pour la mesure du niveau d’additif liquide dans le réservoir dédié d’un véhicule automobile repose sur l’utilisation d’un capteur à ultrasons. En général, ce type de capteur est situé au niveau de la partie inférieure du réservoir. Le capteur est soit immergé dans le liquide, soit disposé à l’extérieur du réservoir en étant couplé au réservoir par l’intermédiaire d’un medium permettant la transmission des ondes ultrasonores émises et réfléchies à travers la paroi du réservoir.

Typiquement, le capteur comprend une unité d’émission et une unité de réception fonctionnellement distinctes mais qui peuvent, dans certaines réalisations, être structurellement confondues en une unique unité d’émission/réception. L’unité d’émission émet une onde ultrasonore qui se propage dans le liquide. L’unité de réception capte l’onde réfléchie à la surface du liquide contenu dans le réservoir, et qui reflète la quantité d’additif liquide restant dans le réservoir. La mesure du niveau repose sur la détermination de temps de propagation de l’onde ultrasonore dans un liquide dont les propriétés sont connues, et dans un réservoir dont la géométrie et les dimensions sont également connues. La connaissance des propriétés du liquide comprend notamment la connaissance de la vitesse de propagation de l’onde dans le liquide et permet donc la conversion d’un temps de propagation en une distance parcourue par l’onde ultrasonore dans le liquide, d’où l’on obtient finalement une information relative au niveau d’additif liquide présent dans le réservoir.

Ceci étant, les propriétés du liquide ne sont pas toujours connues a priori, et elles sont aussi sujettes à des variations dues aux variations de température ou de concentration du liquide, notamment. De ce fait, la mesure du niveau de liquide peut nécessiter une calibration afin de déterminer la vitesse réelle de propagation de l’onde ultrasonore dans le milieu de propagation pour chaque mesure. Cette calibration peut reposer sur l’utilisation d’un ou de plusieurs réflecteurs pour l’onde ultrasonore, qui sont situés à des positions déterminées dans le réservoir (en étant situées à des distances de l’unité d’émission/réception ultrasonore qui sont connues). Ainsi, en exploitant les temps de propagation respectivement mesurés pour les réflexions générées par ces réflecteurs, il est possible de calibrer la mesure de niveau en déterminant la vitesse de propagation réelle de l’onde dans le liquide à un instant donné.

Une approche pour la mesure du niveau de FED dans le réservoir basée sur l’utilisation d’un capteur à ultrasons et de deux réflecteurs pour la calibration a par exemple été proposée dans le document WO 2016/008832 A1. Elle comprend l’utilisation de deux réflecteurs situés verticalement au-dessus de l’émetteur ultrasonore : l’un est proche du fond du réservoir et l’autre est situé à une hauteur plus grande afin de permettre de déterminer le niveau de liquide dans le réservoir y compris dans des situations de faible remplissage. Ainsi, le temps de propagation utilisé pour déterminer la vitesse de propagation peut être soit le temps de propagation entre les deux réflecteurs (lorsque le réservoir est relativement plein), soit le temps de propagation entre l’émetteur et le premier réflecteur (lorsque le réservoir est relativement vide).

Une autre approche, proposée dans le document WO 2015/1997792 A1, comprend l’utilisation d’un nombre de réflecteurs plus important encore (quatre en l’occurrence). Ceci permet de faire suivre à l’onde ultrasonore un trajet dans le liquide qui comporte des portions verticales et des portions horizontales. Les distances séparant les réflecteurs immergés peuvent ainsi être relativement importantes et significatives quel que soit le niveau de liquide, ce qui permet une plus grande précision dans la détermination de la vitesse de propagation de l’onde ultrasonore dans le liquide concerné.

En résumé, pour l’une et l’autre de ces approches, comme pour toutes les approches reposant sur l’utilisation d’un capteur à ultrasons intégré au réservoir, le principe de la mesure nécessite la détermination précise de durées de propagation dans le liquide depuis un émetteur vers une ou plusieurs surfaces réfléchissantes, et ce, qu’il s’agisse de la surface du liquide stagnant dans le réservoir ou de la surface de réflecteurs.

Or, s’agissant du FED contenu dans un réservoir dédié d’un véhicule motorisé, la mesure peut être soumise à des perturbations empêchant la bonne exploitation des résultats de mesure obtenus. En particulier, le FED gèle à une température de -11 °C et, en cas de gel du liquide, la mesure reposant sur la propagation de l’onde ultrasonore dans ce milieu est faussée voire impossible à réaliser. De la même façon, une cavité de glace (i.e. du liquide entouré de glace) peut se former au sein du réservoir lorsque le liquide est en phase de dégel grâce notamment à des moyens de chauffage du liquide prévus dans le module de dosage, et ceci peut conduire à une mesure du niveau qui est fausse.

Par ailleurs, d’autres causes peuvent aussi induire le fait que la mesure du niveau basée sur l’utilisation du capteur à ultrasons sera faussée. Par exemple, lorsque le véhicule, et par association le réservoir de FED, est soumis à des mouvements importants, des bulles peuvent se former et la surface du liquide peut se déplacer de sorte que l’onde qui se propage en son sein pourra être soit atténuée, soit déviée et ainsi fausser la mesure voire la rendre impossible. De plus, ce type de capteur présente des limitations intrinsèques associées à des zones de mesure dites « zones grises » pour lesquelles toute mesure est affectée d’une incertitude non négligeable. En effet, certains niveaux ne peuvent tout simplement pas être mesurés dès lors qu’ils correspondent à une fenêtre (i.e. une plage de niveau) donnée dans une zone grise de mesure du capteur.

Ainsi, pour toutes les raisons précitées, il apparaît que l’exploitation d’une mesure de niveau reposant sur l’utilisation d’un capteur physique du type d’un capteur à ultrasons est insuffisante dans certaines situations. Elle oblige alors l’utilisateur, dans le meilleur des cas, à attendre que la mesure puisse être effectuée dans de bonnes conditions. Par exemple après réchauffement du liquide après un stationnement prolongé en période hivernale, ou après stabilisation du véhicule suite à des mouvements ayant engendré des oscillations du liquide dans le réservoir. Mais elle ne garantit pas à l’utilisateur, l’obtention rapide et régulière dans le temps, d’une valeur fiable permettant de connaître la quantité restante de FED dans le réservoir dédié. Par exemple, pour certains véhicules de type poids-lourds dont le réservoir peut atteindre jusqu’à 80 litres d’additif liquide, le dégèle complet du liquide contenu dans le réservoir peut durer 3 à 4 heures.

L'invention vise à supprimer, ou du moins atténuer, tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur précités.

A cet effet, un premier aspect de l’invention propose un procédé de détermination du niveau d'additif liquide dans un réservoir d'additif liquide d’un système de traitement des gaz d'échappement de véhicule automobile ayant par ailleurs un système de mesure de niveau de liquide dans ledit réservoir qui comprend un capteur et une unité de traitement numérique, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre dans le système de mesure de niveau de liquide dès la mise en route du véhicule, pour la détermination par l’unité de traitement numérique d’une valeur de niveau d’additif liquide dans le réservoir :

si • les valeurs du niveau d’additif liquide acquises par le système de mesure de niveau de liquide en utilisant le capteur satisfont un critère de validité déterminé, alors :

• la valeur du niveau d’additif liquide qui est déterminée est une valeur de niveau de liquide acquise en utilisant le capteur ;

sinon, • la valeur du niveau d’additif liquide qui est déterminée est une valeur de niveau de liquide estimée par calcul à partir d’au moins une valeur de niveau de liquide antérieurement acquise en utilisant le capteur et mémorisée dans une mémoire de l’unité de traitement, en relation avec une quantité d’additif liquide consommée depuis que ladite valeur de niveau de liquide antérieurement acquise a été acquise et mémorisée.

Des modes de réalisation pris isolément ou en combinaison, prévoient en outre que :

• le critère de validité des valeurs de niveau d’additif liquide acquises par le système de mesure de niveau de liquide est satisfait si, et seulement si, un ensemble quelconque de N conditions parmi les onze conditions suivantes, où N est un nombre entier compris entre 1 et 11, est satisfait :

A. un module d’auto-diagnostique du système de mesure de niveau de liquide détermine que ledit système acquiert des niveaux de liquide valides ;

B. le niveau d’additif liquide déterminé par le système de mesure de niveau de liquide n’est compris ni dans une première fenêtre ou ni dans une seconde fenêtre correspondant chacune à des plages de valeurs de niveau d’additif liquide respectives ;

C. la variation des valeurs du niveau d’additif liquide obtenues en utilisant aux moins deux acquisitions successives réalisées par le capteur du système de mesure de niveau de liquide est inférieure à une valeur seuil déterminée ;

D. un nombre déterminé de valeurs du niveau d’additif liquide successivement acquises dans une même plage de valeurs en utilisant le capteur du système de mesure du niveau de liquide est atteint depuis une initialisation du système de mesure de niveau de liquide ;

E. le cumul du temps de fonctionnement du moteur écoulé, sur un ou plusieurs cycle de fonctionnement rapprochés du moteur, depuis un démarrage dudit moteur du véhicule motorisé est supérieur à un seuil déterminé ;

F. la quantité d’additif liquide qui a été consommée depuis un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est supérieure à un seuil déterminé ;

G. le véhicule motorisé est statique ou dans des conditions de conduite satisfaisant un critère de stabilité déterminé ; et,

H. la valeur de niveau d’additif liquide acquise en utilisant le capteur du système de mesure de niveau de liquide est au-dessus d’un seuil déterminé ;

I. la température de l’additif liquide mesurée est supérieure à un seuil de température déterminé ;

J. une cavité de glace n’est pas détectée dans le réservoir d’additif liquide ; et,

K. une source de chauffage de l’additif liquide intégrée au réservoir d’additif liquide n’est pas en service.

• le critère de validité des valeurs du niveau d’additif liquide acquises en utilisant le capteur du système de mesure de niveau est satisfait, en outre, si l’une au moins des conditions suivantes est satisfaite :

L. un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est détecté ; et,

M. le niveau d’additif liquide déterminé en utilisant le capteur du système de mesure de niveau de liquide est supérieur au dernier niveau d’additif liquide mesuré, augmenté d’une valeur déterminée.

• le capteur du système de mesure de niveau de liquide est un capteur à ultrasons :

- l’acquisition par le système de mesure de niveau de liquide comprend :

• l’acquisition, par le capteur à ultrasons, de valeurs de mesures correspondant à des temps de propagation d’une onde ultrasonore dans le liquide entre son émission et la réception, par le capteur, d’ondes ultrasonores réfléchies, respectivement, par au moins deux réflecteurs situés dans le liquide à des positions déterminées respectives et par la surface du liquide dans le réservoir ; et, • le traitement par l’unité de traitement numérique des valeurs de mesures acquises par le capteur, ledit traitement comprenant le calcul de niveaux d’additif liquide sur la base des valeurs de mesure acquises par le capteur ;

- les conditions de conduite qui satisfont au critère de stabilité comprennent une au moins des conditions suivantes :

• la vitesse instantanée du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la vitesse de rotation du moteur du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • le couple moteur produit par le moteur du véhicule est compris entre deux valeurs seuil déterminées ;

- la détection d’une cavité de glace comprend :

la détection d’une cavité de glace est positive si :

• l’évolution temporelle de la température de l’additif liquide mesurée croît ; ou, • l’évolution temporelle du niveau d’additif liquide mesuré décroît ; ou, • la source de chauffage est en service ;

alors que la détection d’une cavité de glace est négative si :

• la différence entre le niveau d’additif liquide mesuré et le niveau d’additif liquide estimé est inférieure à une valeur seuil déterminée ; ou, • l’évolution temporelle du niveau d’additif liquide mesuré croît ; ou, • un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est détecté ;

- les première et deuxième fenêtres de la condition B correspondent en outre à des plages de valeurs de temps de propagation acquises par le capteur ;

- pour la condition D, un nombre déterminé de valeurs de mesure successives des temps de propagation de l’onde ultrasonore dans le liquide, acquises dans une même plage de valeurs, est atteint pour chacune des valeurs de mesure suivantes :

• le temps de propagation entre le capteur et le premier réflecteur ; et, • le temps de propagation entre le capteur et le second réflecteur ; et, • le temps de propagation entre le capteur et la surface ;

- pour la condition C, la variation de la valeur du temps de propagation obtenue pour aux moins deux mesures successives est inférieure à une valeur déterminée pour chacune des mesures suivantes :

- pour la condition F, la quantité déterminée d’additif liquide consommée correspond à deux valeurs déterminées différentes suivant que le véhicule motorisé est statique ou en mouvement depuis une initialisation du système de mesure de niveau de liquide ;

- les conditions de conduite qui satisfont au critère de stabilité comprennent en outre une au moins des conditions suivantes :

• la variation temporelle de la vitesse instantanée du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur du véhicule est compris entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la variation temporelle du couple moteur produit par le moteur du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ;

- pour la condition E, le seuil auquel est comparé le cumul du temps de fonctionnement du moteur écoulé est fonction de la/des température(s) de l’additif liquide mesurée(s).

Selon le second aspect, l’invention a également pour objet un système de mesure du niveau de liquide dans un réservoir pour additif liquide comprenant des moyens aptes à réaliser toutes les précédentes étapes du procédé seule ou en combinaison.

Selon le troisième aspect, l’invention a également pour objet un véhicule motorisé ayant un moteur à combustion interne, un dispositif de traitement des gaz d'échappement et un réservoir pour contenir l’additif liquide utilisé par le dispositif pour dépolluer les gaz d’échappement dudit moteur, ledit réservoir comprenant un système de mesure du niveau de liquide dans le réservoir selon le second aspect de l’invention.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

- la Figure 1, est un schéma fonctionnel d'un moteur de véhicule automobile avec un dispositif de traitement des gaz d'échappement pour la réduction des NOx comprenant un système de mesure du niveau d’additif liquide dans un réservoir ;

- la Figure 2 est un schéma illustrant le fonctionnement d’un capteur à ultrasons selon l’état de l’art pour la mesure du niveau d’un liquide dans un réservoir ;

- la Figure 3 donne une illustration du fonctionnement d’un capteur à ultrasons de la Figure 2 ;

- la Figure 4 est un diagramme d’étapes illustrant un contexte dans lequel le procédé de mesure du niveau d’un liquide dans un réservoir peut être mis en oeuvre ; et,

- la Figure 5 est un diagramme d’étapes illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé.

Dans la description de modes de réalisation qui va suivre et dans les Figures des dessins annexés, les mêmes éléments ou des éléments similaires portent les mêmes références numériques.

La Figure 1 montre schématiquement un véhicule à moteur 101 avec un moteur à combustion interne 102, par exemple un moteur diesel. Le véhicule à moteur 101 est par exemple une voiture de tourisme, un véhicule utilitaire, un camion ou un autocar. Le véhicule à moteur 101 comprend également un dispositif 103 de traitement des gaz d'échappement avec un module 104 pour la mise en œuvre de la méthode de dépollution SCR. Le véhicule 101 comprend aussi un réservoir 105 pour l'additif liquide, couplé à un injecteur108 pour introduire l'additif liquide dans le dispositif 103 de traitement des gaz, par l’intermédiaire d’un module 106 de dosage d’additif liquide.

Le module de dosage 106, ou dispositif de distribution d'additif liquide, comprend un boîtier dans lequel sont agencés, notamment, des composants fonctionnels pour prélever l'additif liquide et pour délivrer différentes informations sur la quantité et la qualité de l’additif liquide présent dans le réservoir 105. Parmi les composants fonctionnels disposés dans le boîtier, on trouve par exemple : une pompe pour prélever de l'additif liquide du réservoir, des conduits pour acheminer l'additif liquide prélevé par la pompe vers l’injecteur 108, au moins une valve, divers capteurs tels que des capteurs de niveau, de pression, de température et/ou d'écoulement, une unité de contrôle électronique, des filtres, un dispositif de chauffage, etc.

Le boîtier du module de dosage 106 est partiellement disposé dans l'espace intérieur du réservoir 105. La partie du boîtier disposée dans le réservoir 105 offre une surface en contact avec l'additif liquide présent dans le réservoir. Le boîtier présente également une autre partie qui elle, est en contact avec le réservoir 105. Ces deux parties peuvent être réalisées en aluminium par exemple. Ainsi, un dispositif de chauffage peut être relié à ces parties en aluminium afin de transmettre de la chaleur à l’additif liquide par conduction, pour réchauffer le liquide en hiver, par exemple. En outre, le réservoir d'additif et le boîtier du module de dosage forment avantageusement un ensemble compact permettant ainsi un gain de place dans le véhicule à moteur. Dans la configuration telle que représentée à la Figure 1, par exemple, le boîtier ne fait pas saillie.

Lorsque le moteur 102 fonctionne il produit des gaz d'échappement, et ces gaz sont dirigés vers le dispositif de traitement des gaz d'échappement 103. Le dispositif de traitement des gaz d'échappement 103 est alimenté en additif liquide grâce au dispositif de distribution d'additif liquide 106 et à l’injecteur 108. Le module de dosage 106 dose la quantité d'additif liquide à injecter. Puis, grâce au conduit 107 auquel le module 106 est connecté, l'additif liquide est acheminé vers l’injecteur 108. L’injecteur 108 introduit la solution dépolluante dans le module 104 afin de permettre la réduction catalytique sélective des NOx selon la méthode SCR. La dépollution des gaz d'échappement est ainsi opérée.

L’additif liquide extrait du réservoir circule via le canal 107 et est injecté sous la commande du module de dosage, uniquement lorsque cela est nécessaire et uniquement en quantité nécessaire, dans l’enceinte du dispositif de dépollution 103 via un injecteur 108.

En parallèle, la mesure du niveau d’additif liquide (FED) présent dans le réservoir est réalisée, par exemple en continu (c’est-à-dire, en pratique, à intervalles de temps réguliers), par un capteur à ultrasons 109, lui aussi situé dans le réservoir ou couplé au réservoir. Cette mesure permet de connaître à chaque instant la quantité de FED restant dans le réservoir. L’ensemble des opérations de mesure du niveau de liquide et de commande de l’injection sont alors, dans l’exemple correspondant à la Figure 1, contrôlées par une unité de commande 110 du module de dosage.

En référence à la Figure 2, nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du capteur à ultrasons 109 pour la mesure du niveau de FED dans le réservoir 105 de la Figure 1, dans un exemple où ce type de capteur est utilisé à cet effet.

Le réservoir 105 contient un module de dosage 106 intégré à sa paroi 201, qui est adapté et utilisé pour extraire l’additif liquide dans les quantités juste nécessaires. Le capteur à ultrasons 109 est intégré au module 106, par exemple au fond du réservoir. Sa surface 202 affleure la paroi formée par le module 106. Après avoir été émises par l’unité d’émission/réception ultrasonore du capteur 109, les ondes ultrasonores pénètrent directement dans le liquide (le cas échéant après avoir traversé une paroi au travers de laquelle le temps de propagation des ondes est connu et pris en compte, ou considéré négligeable).

Dans le cas particulier illustré par la Figure 2, la mesure s’appuie sur la détermination du temps de propagation dans le liquide (temps de vol aller-retour) de l’onde ultrasonore émise par le capteur jusqu’à des points de réflexions précis, puis réfléchie en retour vers le capteur 109. Notamment, comme cela a déjà été exposé en référence à l’art antérieur décrit ci-avant, la méthode utilisée dans cet exemple emploie deux réflecteurs 203 et 204. Ces réflecteurs sont situés à des positions connues par rapport à l’unité d’émission/réception du capteur ultrasonore 109 pour permettre de calibrer la vitesse réelle de propagation de l’onde. Une fois la calibration effectuée, la réflexion sur la surface 205 du liquide dans le réservoir (l’additif en l’occurrence) est exploitée pour déterminer le niveau de FED présent dans le réservoir.

La Figure 3 illustre elle de manière simplifiée le principe de la mesure du niveau de liquide dans le réservoir contenant le FED à l’aide des moyens de la Figure 2. Les temps de propagation dans le liquide sont déterminés de et jusqu’à l’unité d’émission/réception d’ondes ultrasonores 301 du capteur à ultrasons 109. Ce sont bien des temps d’aller-retour de l’onde ultrasonore qui sont mesurés. On parle aussi de mesure des échos associés à ces différents éléments. Typiquement, l’onde est produite par un système piézoélectrique vibrant sous l’effet d’un signal électrique oscillant à une fréquence donnée. Le récepteur est situé au niveau de l’émetteur. L’onde ultrasonore se propage donc depuis la source de l’onde ultrasonore jusqu’à un élément réflecteur produisant une onde ultrasonore réfléchie, laquelle se propage en retour jusqu’à l’émetteur/récepteur de l’unité 301.

Dans le cas de l’exemple illustré par les Figures 2 et 3, les temps de propagation sont mesurés depuis l’émetteur/récepteur 301 jusqu’à un premier réflecteur 203 dans le liquide et/ou jusqu’à un second réflecteur dans le liquide 204 et/ou jusqu’à la surface du liquide 205. Ces données sont ensuite exploitées et traitées numériquement pour en déduire, par calcul, le niveau du liquide présent dans le réservoir. Par exemple, des moyennes peuvent être effectuées sur plusieurs mesures successives, et/ou des opérations de filtrage numérique réalisées sur ces moyennes afin d’obtenir des valeurs les plus fiables possibles. Les valeurs mesurées en temps de vol de l’onde ultrasonore sont converties en valeurs de niveau de FED dans le réservoir en utilisant la vitesse de propagation de l’onde dans le liquide (laquelle est estimée grâce aux réflecteurs qui permettent de la mesurer et donc de calibrer le dispositif), sur la base en outre de la forme connue (i.e. des dimensions) du réservoir.

Les fenêtres de mesure 302, 303 et 304 correspondent quant à elles à des fenêtres temporelles dans lesquelles un signal de réflexion est attendu. La mesure peut alors être optimisée en exploitant préférentiellement l’une ou l’autre des réflexions suivant qu’un signal est détecté dans l’une ou l’autre des fenêtres de mesure. Par exemple, la calibration de la vitesse de propagation peut être obtenue à partir du temps de propagation mesurés entre le premier réflecteur 203 et le second réflecteur 204 lorsqu’un signal est détecté dans la fenêtre 304 alors qu’elle peut, en variante, être dérivée du temps de propagation entre l’émetteur 301 et le premier réflecteur 203.

Les Figures 2 et 3 et leur description qui précède permettent d’appréhender certaines des limitations inhérentes à l’utilisation d’un capteur à ultrasons pour la mesure du niveau d’additif liquide dans le réservoir de FED. Notamment, dans le cas où le réservoir 105 est soumis à des mouvements importants, par exemple en raison des chaos dus aux imperfections de la route sur laquelle circule le véhicule, le signal de réflexion associé à l’une des surfaces réfléchissantes (réflecteur ou surface du liquide) peut sortir de la fenêtre temporelle de mesure lui correspondant, et ainsi fausser la mesure en cours. De plus, si sur son trajet l’onde ultrasonore traverse des milieux aux propriétés inhomogènes (comme c’est le cas par exemple si une partie de l’additif est sous forme solide en raison du gel de l’urée, par exemple, alors qu’une autre partie de l’additif est sous forme liquide) les valeurs mesurées peuvent aussi sortir des fenêtres de valeurs attendues. Par ailleurs, les trajets des ondes (représentés par des flèches sur le schéma de la Figure 3) sont supposés rectilignes et la capacité à mesurer les temps de propagation implique que l’onde émise revienne bien au niveau de l’émetteur. Or, la présence éventuelle d’éléments en suspension dans le liquide, ou le dépôt d’éléments sur les parois du réservoir et/ou sur les surfaces réfléchissantes qui sont susceptibles de dévier l’onde entraînera nécessairement une mesure fausse voire même l’impossibilité d’effectuer la mesure.

L’invention repose sur l’utilisation d’un dispositif de mesure structurellement similaire à celui décrit ci-dessus. Un tel système de mesure de niveau du liquide est donc également intégré au réservoir qui contient l’additif liquide pour pouvoir déterminer le niveau de FED dans le réservoir, mais les mesures physiques qu’il délivre sont utilisées sur la base d’une stratégie particulière permettant de surmonter les inconvénients de l’art antérieur qui ont été évoqués en introduction.

A cet effet, le système de mesure intègre non seulement au moins un capteur de mesure physique du niveau du liquide mais aussi une unité de traitement numérique. Des mesures physiques de temps de propagation sont réalisées de façon continue (c’està-dire à intervalles de temps régulièrement espacés). Puis les mesures sont traitées numériquement par une unité de traitement pour obtenir la valeur de niveau déterminée par le système. Le capteur peut, par exemple être un capteur à ultrasons et l’unité de traitement peut intégrer un processeur pour effectuer des calculs, ainsi qu’une mémoire pour stocker de l’information utile à la réalisation de ces calculs (notamment des valeurs issues de mesures précédentes).

Le diagramme d’étapes de la Figure 4 donne une représentation schématique du cas d’usage dans lequel des modes de mise en œuvre du procédé selon l’invention peuvent être implémentés. Ce diagramme logique illustre différentes étapes du traitement réalisé, qui conduisent à la détermination du niveau de liquide dans le réservoir.

La méthode proposée permet une détermination continue et précise du niveau d’additif dans le réservoir en s’appuyant à la fois sur la mesure directe du niveau et sur son estimation par un modèle. Ceci, en exploitant à chaque instant ce qui est le plus pertinent, en fonction des circonstances, pour déterminer le plus précisément possible le niveau. Le système de mesure du niveau du liquide inclut un capteur physique similaire à ceux de l’art antérieur, comme décrit plus haut en référence aux Figures 2 et 3, ainsi qu’une unité de traitement numérique qui effectue un traitement supplémentaire.

Après de la mise en service du véhicule 401 par l’utilisateur, le système de mesure est initialisé, à l’étape 402, et le capteur ultrasonore est calibré comme dans l’art antérieur décrit ci-avant. Toutefois, lors de cette étape d’initialisation 402, le système valide ou invalide la calibration du capteur. A cet effet, et sur la base des valeurs des premières mesures du temps de vol de l’onde ultrasonore qui sont effectuées avec le capteur, l’unité de traitement du système détermine si la mesure du temps de vol de l’onde ultrasonore dans le milieu de propagation (i.e., dans l’additif liquide) a pu être effectuée correctement ou non, en sorte que les mesures de niveau sont considérées comme valables ou non. Par exemple, si les mesures fluctuent significativement (sur plusieurs mesures successives) ou présentent des valeurs en dehors de fenêtres normales de mesure, cela peut être interprété comme signifiant que le niveau du liquide ne peut pas être déterminé correctement sur la base de mesures réalisées en utilisant le capteur.

Après l’initialisation 402, et dans le cas 403 où il est déterminé que le niveau de liquide peut être valablement mesuré avec le capteur, le système de mesure utilise le résultat des mesures physiques pour déterminer le niveau d’additif dans le réservoir. La valeur déterminée peut être indiquée à l’utilisateur du véhicule pour qu’il puisse juger de la nécessité ou non de procéder à un remplissage du réservoir. Il peut s’agir d’une indication donnée à l’utilisateur, à l’étape 408, par une information visuelle sur le tableau de bord et/ou par une information sonore, et/ou par toute autre manière d’informer l’utilisateur.

Dans le cas contraire 404, le système utilise à l’étape 405 un modèle d’estimation, s’appuyant par exemple sur des mesures précédemment effectuées, par exemple lors de la dernière utilisation du véhicule, pour estimer le niveau de l’additif liquide dans le réservoir. Là encore, la valeur ainsi estimée peut être indiquée à l’utilisateur du véhicule, à l’étape 408, au lieu d’une valeur résultant de mesures physiques.

L’estimation du niveau de liquide peut par exemple être réalisée à l’étape 405 par l’unité de traitement numérique du système en effectuant un (ou des) calcul(s) utilisant notamment la (ou les) dernière(s) valeur(s) mesurée(s) qui a(ont) été produite(s) par le système de mesure. Une telle valeur précédemment mesurée peut, par exemple, avoir été stockée à cet effet dans une mémoire non volatile de l’unité de traitement. Un modèle d’estimation simple consiste par exemple à soustraire à la dernière valeur connue du niveau de liquide dans le réservoir la quantité de liquide qui a été injectée dans le système de catalyse depuis que cette valeur a été obtenue par une (ou des) mesure(s) physique(s) valable(s). A cet effet, l’injecteur ou la pompe de l’unité d’extraction sont dotés, par exemple, de moyens qui mesurent le débit de liquide extrait du réservoir et injecté dans le système de dépollution, et le communiquent au système de traitement numérique.

Dans des modes de réalisation, le traitement par l’unité de traitement est itératif, c’est-à-dire que ses étapes sont exécutées en boucle. A chaque estimation 405 du niveau de liquide est associée l’implémentation, à l’étape 406, d’un test consistant d’une part à déterminer en temps réel, sur la base de mesures et/ou de calculs effectués par le système de mesure, l’état d’un ensemble de critères, et d’autre part à décider, suivant l’état de tous ces critères, d’utiliser soit le modèle d’estimation soit la valeur physiquement mesurée pour indiquer à l’utilisateur le niveau du liquide dans le réservoir. Le processus de détermination et de décision de l’étape 406 sera être détaillé plus loin, en référence au diagramme d’étapes de la Figure 5.

En résumé, suivant qu’un ensemble de conditions sont considérées à l’étape 406 comme étant satisfaites ou non, la valeur utilisée pour indiquer à l’utilisateur le niveau de liquide dans le réservoir est la valeur mesurée à partir de l’étape 402 ou la valeur estimée à l’étape 405.

Ainsi, dans le cas 407 où il est déterminé que la valeur de niveau provenant des mesures physiques est valable et peut être exploitée, la valeur de niveau de liquide déterminée par le système bascule sur la valeur ainsi mesurée. On dit qu’on « synchronise >> l’estimation pour exprimer le fait que la valeur du niveau d’additif dans le réservoir qui est indiquée à l’utilisateur, à l’étape 408, correspond alors à une valeur réellement (physiquement) mesurée, et non plus à une valeur estimée comme juste auparavant. Dans le cas contraire 409, c’est la valeur estimée qui est choisie par le système pour déterminer le niveau de liquide dans le réservoir.

Dans les deux cas (407 et 409), une fois que l’information de niveau du liquide est indiquée à l’utilisateur, la méthode boucle en conduisant à la réitération 410 des opérations d’estimation 405 du niveau et de détermination 406. En effet, la détermination du niveau s’effectue de préférence de manière continue, c’est-à-dire par exemple à intervalles de temps réguliers. La valeur de niveau de liquide qui est déterminée par le système peut ainsi changer de manière dynamique et être alternativement la valeur estimée ou la valeur mesurée suivant le résultat obtenu à chaque itération du traitement selon les modes de mise en œuvre de l’invention. Par exemple, dans un cas d’usage où les conditions de conduite du véhicule changent de temps en temps en provoquant des conditions donnant une mesure qui est considérée à l’étape 402 parfois comme valable et parfois comme non valable, le procédé permettra de toujours s’appuyer sur la valeur la plus pertinente (la plus précise) pour connaître le niveau dans le réservoir.

Le schéma de la Figure 5 est un diagramme logique illustrant un mode de réalisation du procédé selon l’invention. Un ensemble de valeurs logiques diverses déclenchent, via des opérateurs logiques booléens 512 et 516, la réalisation d’une action donnée. En l’occurrence, l’action 517 qui est déclenchée ou non suivant le résultat logique (i.e. binaire) de ces conditions combinées est la décision d’utilisation, par le système de mesure du niveau du liquide additif, des valeurs mesurées physiquement par le système pour déterminer le niveau de FED dans le réservoir dédié du véhicule motorisé.

L’opérateur logique 512 de type ET reçoit en entrée un ensemble d’informations logiques, par exemple onze informations 501 à 511, respectivement. Si et seulement si toutes ces informations 501 à 511 ont la valeur logique « VRAI » (valeur binaire 1) simultanément, alors l’opérateur 512 délivre en sortie un résultat positif 513, c’est-à-dire une information logique « VRAI ». Sinon, ce résultat 513 est négatif, à savoir une valeur logique « FAUX » (valeur binaire 0).

L’opérateur 516 est un opérateur de type OU qui reçoit en entrée le résultat 513 provenant de l’opérateur logique 512, ainsi que deux autres informations logiques 514 et 515. Dès lors qu’au moins une des trois informations logiques d’entrée est « VRAI », le résultat 517 en sortie de l’opérateur 516 est positif. Dans ce cas, cela signifie qu’on utilise la valeur mesurée par le système de mesure du niveau pour déterminer le niveau de FED restant dans le réservoir.

On notera que les informations logiques 501-511,514 et 515 sont ellesmêmes chacune le résultat logique de conditions logiques respectives, qui donnent une information logique « VRAI » lorsqu’elles sont satisfaites (on dit aussi validées), ou une information logique « FAUX » dans le cas contraire. Dans ce qui suit, on se réfère indistinctement à l’information logique elle-même ou à la condition logique qui donne sa valeur logique à ladite information logique.

L’Homme du métier appréciera que l’invention n’est limitée ni par le nombre des informations logiques prises en compte, ni par la nature des conditions qui sont testées pour les générer. En outre, des logiques combinatoires différentes, par exemple plus complexes que celle qui est illustrée par le schéma de la Figure 5, peuvent être mises en œuvre selon les spécificités de chaque application.

En résumé, la Figure 5 montre un exemple non limitatif dans lequel, dès lors que toutes les conditions (qui seront détaillées ci-après) 501 à 511 sont vraies en même temps ou que l’une des conditions 514 et 515 (également détaillées ci-après) est vraie, alors le système utilise la valeur mesurée pour déterminer le niveau de liquide dans le réservoir. Dans le cas contraire, le système utilise la valeur estimée, par un modèle d’estimation, pour déterminer le niveau de liquide dans le réservoir.

La première condition 501 peut consister à vérifier que la mesure du niveau réalisée par le système de mesure est valide. Dans un exemple, le système effectue luimême son auto-diagnostique sur la base de critères donnés et délivre une information logique 501 confirmant ou infirmant la validité de la mesure. Par exemple, cet autodiagnostique peut consister à scruter un signal d’erreur du processeur, un signal d’erreur du capteur et/ou à détecter l’obtention de valeurs de niveau de liquide qui sont aberrantes (compte tenu des dimensions connues du réservoir). En variante ou en complément, le système peut encore, grâce à d’autres capteurs présents dans le réservoir, récupérer des valeurs de la température du liquide mesurées considérées comme impropres à permettre la mesure. Dans tous les cas, un indicateur de validité est délivré par le système.

La seconde condition 502 peut consister à vérifier que le niveau de liquide mesuré par le système n’est pas compris ni dans une première fenêtre déterminée ni dans une seconde fenêtre déterminée. Par fenêtre on entend ici des plages de valeurs au sein desquelles la valeur mesurée ne doit pas se situer. De plus, lorsque le capteur physique du système est un capteur à ultrasons, comme dans l’exemple donné précédemment, plusieurs mesures du temps de propagation de l’onde ultrasonore exprimées en secondes sont converties en mesures de niveau, lesquelles sont exprimées en millimètres, par exemple. Les fenêtres, dites aussi fenêtres de réjection, peuvent par exemple spécifier des valeurs limites en temps et/ou en distance définissant les bornes hautes et basses de plages de valeurs dans lesquelles la mesure ne peut pas être considérée comme fiable. Par exemple, une telle plage peut correspondre, dans le cas de l’utilisation d’un capteur à ultrasons et de plusieurs réflecteurs, à une réflexion de l’onde dont il est difficile voire impossible de décider si elle a eu lieu sur un réflecteur immergé ou sur la surface du liquide.

La troisième condition 503 peut consister à vérifier si les acquisitions successives du capteur de mesure du niveau sont stables. Autrement dit, l’unité de traitement numérique du système contrôle la variation éventuelle des valeurs des acquisitions successives et s’assure que celle-ci est inférieure à un seuil déterminé. Ceci peut être fait, par exemple, en mesurant l’écart entre la valeur maximum et la valeur minimum obtenues sur un certain nombre d’acquisitions, ou en générant une distribution des valeurs obtenues et en calculant l’écart type associé à cette distribution. Par exemple, une telle distribution peut être calculée environ toutes les 20 secondes de manière à correspondre à environ 200 acquisitions successives d’un temps de propagation relatif à un trajet dans le liquide.

Dans un mode de réalisation, le système de mesure comprend un capteur à ultrasons effectuant en parallèle la mesure de trois temps de propagation aller-retour (dits « runtimes >>) de l’onde ultrasonore générée par son émetteur et réfléchie, respectivement, par un premier réflecteur, par un second réflecteur et par la surface du liquide. Les temps de propagation mesurés se rapportent aux réflexions d’une même onde ultrasonore émise par l’émetteur du capteur et réfléchie à trois instants différents par trois surfaces réfléchissantes respectives. Une acquisition pour chacun des trois trajets aller-retour peut être effectuée en moins de 100 ms. La satisfaction de la condition 503 peut être imposée pour chacune de ces trois acquisitions réalisées en parallèle.

La quatrième condition 504 peut consister à vérifier si un nombre minimum d’acquisitions successives dans une même plage de valeurs a été réalisé par le capteur à ultrasons du système de mesure. En effet, comme il a déjà été évoqué, l’unité de traitement numérique du système peut, par exemple, utiliser un nombre important d’acquisitions successives du capteur pour faire des statistiques, générer des distributions et/ou filtrer numériquement ces résultats afin de produire finalement la valeur obtenue par le système de mesure. Dans ce contexte, tant qu’un nombre donné d’acquisitions dans une même plage de valeurs par le capteur n’a pas été atteint, la condition 504 n’est pas satisfaite.

De plus, de la même façon que pour la condition 503, la satisfaction de cette condition 504 peut être testée en parallèle pour plusieurs acquisitions différentes associées à plusieurs trajets de l’onde ultrasonore dans le liquide.

La cinquième condition 505 consiste à vérifier si le moteur du véhicule est démarré depuis au moins un temps minimum, c’est-à-dire depuis une durée supérieure à un seuil déterminé. Cette temporisation garantit, entre autres, que le système de mesure du niveau a eu le temps de s’initialiser correctement et de réaliser l’ensemble de tests/mesures nécessaires à la mise en oeuvre du procédé. En outre, la définition de la temporisation à attendre peut être assujettie à plusieurs critères. Par exemple, en fonction de la température ambiante ou de celle du liquide potentiellement mesurée, en fonction de la vitesse de rotation du moteur ou encore en fonction de l’état d’une source de chauffage potentiellement intégrée au réservoir, le temps minimum à attendre peut être rallongé ou diminué. Dans un mode de réalisation, le compteur servant à mesurer ce temps peut être temporairement arrêté et redémarré sur plusieurs cycles de fonctionnement rapprochés du moteur jusqu’à atteindre le dégel du liquide contenu dans le réservoir.

La sixième condition 506 peut consister à vérifier qu’une quantité minimum de FED (i.e. une quantité supérieure à un seuil) a bien été consommée depuis la mise en service du moteur. La quantité de FED peut être connue, par exemple, en mesurant le volume de liquide extrait par l’unité d’extraction et en le soustrayant à la dernière valeur connue du niveau de FED dans le réservoir. Le volume extrait depuis la dernière mesure est obtenu, par exemple, via le relevé du volume pompé par la pompe de l’unité d’extraction ou via le relevé du volume injecté dans le système de catalyse par l’injecteur dédié, ou via une combinaison des deux.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation donné, le seuil de FED consommé à atteindre peut être fonction des conditions d’utilisation du véhicule. C’est-à-dire que le seuil prend une valeur différente suivant que le véhicule reste à l’arrêt après le démarrage du moteur ou est mis en mouvement immédiatement.

La septième condition 507 peut consister à vérifier que le véhicule dans lequel est situé le réservoir d’additif liquide est bien statique (i.e. à l’arrêt) ou dans des conditions de conduites stables. Par conditions de conduites stables on entend qu’à travers l’observation de critères précis, on détermine si le véhicule est ou non en mouvement sensiblement à vitesse constante (donc à accélération nulle ou proche de zéro). Par exemple, dans un mode de réalisation, les critères utilisés pour déterminer ces conditions sont la vitesse du véhicule, son accélération et la vitesse de rotation du moteur (exprimée en nombre de tours par minute) qui renseigne aussi sur la charge du moteur. Plus précisément, suivant les plages de valeurs dans lesquelles sont compris ces trois critères, le véhicule sera considéré comme stable ou non. En effet, ces critères donnent une idée des conditions de conduite, qui peuvent être douces, dynamiques, voire sportives, avec une incidence sur la stabilité du véhicule et donc sur la pertinence des mesures de niveau du liquide dans le réservoir de FED.

La huitième condition 508 peut consister à vérifier si le réservoir est vide, ou quasiment vide. En effet, en dessous d’un seuil prédéterminé, le système de mesure du niveau renvoie une valeur constante. On dit que le niveau mesuré est ainsi verrouillé (en anglais « latched ») dès lors que la valeur de sortie du système est sensiblement égale cette valeur. Autrement dit, la condition 508 permet de vérifier que le niveau mesuré dans le réservoir n’est pas verrouillé, au sens ci-dessus.

La neuvième condition 509 peut consister à vérifier si la température du FED dans le réservoir est supérieure à une valeur donnée. Un ou plusieurs capteurs de température peuvent être présents dans le réservoir et communiquent de façon dynamique les températures relevées au système de mesure du niveau de liquide. Ainsi, si la température mesurée est en dessous d’une valeur seuil la condition 509 n’est pas satisfaite. De plus, dans un mode de réalisation particulier, le seuil de température utilisé par cette condition est une fonction du niveau estimé à chaque instant par le modèle d’estimation. Autrement dit, suivant que la valeur estimée du niveau de liquide dans le réservoir est plus ou moins grande, le seuil de température à atteindre pour que la condition 509 soit satisfaite change.

La dixième condition 510 peut consister à vérifier qu’aucune cavité de glace n’est détectée dans le réservoir. La présence ou l’absence d’une telle cavité est détectée par le système de mesure sur la base des valeurs de niveau et de température obtenues et sur leur évolution dans le temps. Dans un exemple, une chute soudaine de la valeur de niveau mesuré peut correspondre à la présence d’une cavité de glace dans le réservoir. Dans un autre exemple, un gradient temporel positif (avec une pente donnée) de la température mesurée pourra aussi être considéré comme la signature d’une cavité de glace dans le réservoir.

Dans un mode de réalisation du procédé selon l’invention, la détection d’une cavité s’appuie sur plusieurs critères tels que : une cavité est détectée si la température mesurée croît (c’est-à-dire augmente) subitement, ou si le niveau de liquide mesuré décroît (c’est-à-dire diminue) subitement, ou si une source de chauffage dans le réservoir est en service. A contrario, aucune cavité n’est détectée si la différence entre le niveau mesuré et le niveau estimé est inférieure est faible ou si le niveau mesuré croît ou si un remplissage du réservoir a eu lieu.

La onzième condition 511 peut consister à vérifier dans quel mode se trouve une source de chauffage intégrée au réservoir. En effet, une ou des sources de chauffage sont présentes dans le réservoir pour contribuer au dégel du liquide lorsque tout ou partie de celui-ci a gelé en raison d’une température extérieure très basse lors d’un arrêt/stationnement prolongé du véhicule. Suivant les besoins à un moment donné, la source de chauffage peut être mise dans un mode ou un autre. Par exemple, suivant le niveau de froid ou la quantité d’additif gelée, la puissance de la source de chauffage et son évolution dans le temps varient selon une courbe déterminée. Cette évolution correspond à une procédure de réchauffement (en anglais « heating strategy ») qui détermine par ailleurs si oui ou non la condition 511 est considérée comme satisfaite.

Finalement, dans l’exemple de mise en oeuvre décrit ici, la condition 513 d’entrée de l’opérateur 516 de type OU est donc remplie si, et uniquement si, toutes les conditions précédemment citées 501 à 511 sont remplies simultanément. Dans ce cas, l’action 517 consistant à utiliser la valeur mesurée par le système pour déterminer le niveau de liquide dans le réservoir est réalisée. L’homme du métier appréciera bien entendu que d’autres mises en oeuvre peuvent ne prendre en compte que certaines seulement des conditions 501 à 511, ou inversement en prendre d’autres en compte qui peuvent présenter un intérêt spécifique dans certains cas d’usage.

Dit autrement, la condition 513 est remplie si, et seulement si, un ensemble quelconque de N conditions parmi les onze conditions 501 à 511, où N est un nombre entier compris entre 1 et 11, est satisfait.

En outre, d’autres conditions comme les conditions 514 et 515 permettent de déclencher l’action 517 sans nécessairement impliquer la validation de toutes les conditions 501 à 511. On parle à leur égard, de conditions prépondérantes (en anglais, « overriding conditions ») dans le sens où celles-ci permettent de passer-outre la nécessité d’avoir toutes les conditions 501 à 511 satisfaites simultanément. Ainsi dès lors qu’une seule de ces conditions est satisfaite, la valeur logique 517 est VRAI c’est-à-dire que la condition globale est validée.

La condition 514 consiste par exemple à vérifier si le réservoir a été rempli. De cette façon, dès qu’un remplissage est détecté, le système utilise automatiquement la valeur mesurée pour déterminer le niveau dans le réservoir. Par ailleurs, cette condition est validée quel que soit le moment du remplissage. Si le remplissage s’effectue lorsque le moteur du véhicule est à l’arrêt on parle de remplissage avec clé (« key refill >> en anglais) et le remplissage sera détecté au démarrage. Si le remplissage s’effectue lorsque le moteur est démarré on parle de remplissage rapide (« fast refill >> en anglais) et le remplissage est détecté immédiatement. Ces deux cas constituent deux versions de remplissage du réservoir qui est l’objet de la condition 514.

Enfin, la condition 515 peut consister à vérifier si le niveau de liquide obtenu par le système de mesure du niveau de FED correspond à un niveau verrouillé. Autrement dit, il s’agit de vérifier si le réservoir est vide ou quasiment vide comme cela a été défini plus tôt. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, la condition liée à un niveau verrouillé peut être modifiée lorsque l’additif est gelé. Par exemple, en dessous d’une certaine température, cette condition peut être ignorée.

Au final, la Figure 5 présente des conditions qui, seules ou en combinaison, conduisent à choisir la valeur mesurée par le système de mesure du niveau dans le réservoir dès lors qu’elles sont satisfaites. A contrario, et comme il a déjà été dit, si ces conditions ne sont pas satisfaites, la valeur retenue par le système pour déterminer le niveau d’additif dans le réservoir reste la valeur estimée. Enfin, et comme le montre la Figure 4, ce procédé opère de façon continue, ce qui implique que toutes ces conditions sont vérifiées en permanence et peuvent éventuellement conduire des bascules d’une utilisation de la valeur estimée à la valeur mesurée, et réciproquement.

La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les figures des dessins annexés. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation présentées. D’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en œuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et des dessins.

Dans les revendications, le terme “comporter” n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Un seul processeur ou plusieurs autres unités de traitement peuvent être utilisées pour mettre en œuvre l’invention. De même, plusieurs mémoires, éventuellement de types différents, peuvent être utilisés pour stocker des informations. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.

Claims

1. Procédé de détermination du niveau d'additif liquide dans un réservoir (140) d'additif liquide d’un système de traitement des gaz d'échappement de véhicule automobile (100) ayant par ailleurs un système de mesure de niveau de liquide dans ledit réservoir qui comprend un capteur et une unité de traitement numérique, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre dans le système de mesure de niveau de liquide dès la mise en route du véhicule, pour la détermination par l’unité de traitement numérique d’une valeur de niveau d’additif liquide dans le réservoir :

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le critère de validité des valeurs de niveau d’additif liquide acquises par le système de mesure de niveau de liquide est satisfait si, et seulement si, un ensemble quelconque de N conditions parmi les onze conditions suivantes, où N est un nombre entier compris entre 1 et 11, est satisfait :

N. un module d’auto-diagnostique du système de mesure de niveau de liquide détermine que ledit système acquiert des niveaux de liquide valides ;

O. le niveau d’additif liquide déterminé par le système de mesure de niveau de liquide n’est compris ni dans une première fenêtre ou ni dans une seconde fenêtre correspondant chacune à des plages de valeurs de niveau d’additif liquide respectives ;

P. la variation des valeurs du niveau d’additif liquide obtenues en utilisant aux moins deux acquisitions successives réalisées par le capteur du système de mesure de niveau de liquide est inférieure à une valeur seuil déterminée ;

Q. un nombre déterminé de valeurs du niveau d’additif liquide successivement acquises dans une même plage de valeurs en utilisant le capteur du système de mesure du niveau de liquide est atteint depuis une initialisation du système de mesure de niveau de liquide ;

R. le cumul du temps de fonctionnement du moteur écoulé, sur un ou plusieurs cycle de fonctionnement rapprochés du moteur, depuis un démarrage dudit moteur du véhicule motorisé est supérieur à un seuil déterminé ;

S. la quantité d’additif liquide qui a été consommée depuis un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est supérieure à un seuil déterminé ;

T. le véhicule motorisé est statique ou dans des conditions de conduite satisfaisant un critère de stabilité déterminé ; et,

U. la valeur de niveau d’additif liquide acquise en utilisant le capteur du système de mesure de niveau de liquide est au-dessus d’un seuil déterminé ;

V. la température de l’additif liquide mesurée est supérieure à un seuil de température déterminé ;

W. une cavité de glace n’est pas détectée dans le réservoir d’additif liquide ; et,

X. une source de chauffage de l’additif liquide intégrée au réservoir d’additif liquide n’est pas en service.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le critère de validité des valeurs du niveau d’additif liquide acquises en utilisant le capteur du système de mesure de niveau est satisfait, en outre, si l’une au moins des conditions suivantes est satisfaite :

Y. un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est détecté ; et,

Z. le niveau d’additif liquide déterminé en utilisant le capteur du système de mesure de niveau de liquide est supérieur au dernier niveau d’additif liquide mesuré, augmenté d’une valeur déterminée.

4. Procédé selon l’un quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le capteur du système de mesure de niveau de liquide est un capteur à ultrasons.

5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’acquisition par le système de mesure de niveau de liquide comprend :

• l’acquisition, par le capteur à ultrasons, de valeurs de mesures correspondant à des temps de propagation d’une onde ultrasonore dans le liquide entre son émission et la réception, par le capteur, d’ondes ultrasonores réfléchies, respectivement, par au moins deux réflecteurs situés dans le liquide à des positions déterminées respectives et par la surface du liquide dans le réservoir ;

et, • le traitement par l’unité de traitement numérique des valeurs de mesures acquises par le capteur, ledit traitement comprenant le calcul de niveaux d’additif liquide sur la base des valeurs de mesure acquises par le capteur.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les conditions de conduite qui satisfont au critère de stabilité comprennent une au moins des conditions suivantes :

• la vitesse instantanée du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la vitesse de rotation du moteur du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • le couple moteur produit par le moteur du véhicule est compris entre deux valeurs seuil déterminées.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la détection d’une cavité de glace comprend :

la détection d’une cavité de glace est positive si :

alors que la détection d’une cavité de glace est négative si :

• la différence entre le niveau d’additif liquide mesuré et le niveau d’additif liquide estimé est inférieure à une valeur seuil déterminée ; ou, • l’évolution temporelle du niveau d’additif liquide mesuré croît ; ou, • un remplissage à plein du réservoir d’additif liquide est détecté.

8. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les première et deuxième fenêtres de la condition B correspondent en outre à des plages de valeurs de temps de propagation acquises par le capteur.

9. Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre que, pour la condition D, un nombre déterminé de valeurs de mesure successives des temps de propagation de l’onde ultrasonore dans le liquide, acquises dans une même plage de valeurs, est atteint pour chacune des valeurs de mesure suivantes :

• le temps de propagation entre le capteur et le premier réflecteur ; et, • le temps de propagation entre le capteur et le second réflecteur ; et, • le temps de propagation entre le capteur et la surface.

10. Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre que, pour la condition C, la variation de la valeur du temps de propagation obtenue pour aux moins deux mesures successives est inférieure à une valeur déterminée pour chacune des mesures suivantes :

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour la condition F, la quantité déterminée d’additif liquide consommée correspond à deux valeurs déterminées différentes suivant que le véhicule motorisé est statique ou en mouvement depuis une initialisation du système de mesure de niveau de liquide.

12. Procédé selon la revendication 6, dans lequel les conditions de conduite qui satisfont au critère de stabilité comprennent en outre une au moins des conditions suivantes :

• la variation temporelle de la vitesse instantanée du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur du véhicule est compris entre deux valeurs seuil déterminées ; et, • la variation temporelle du couple moteur produit par le moteur du véhicule est comprise entre deux valeurs seuil déterminées.

13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour la condition E, le seuil auquel est comparé le cumul du temps de fonctionnement du moteur écoulé est fonction de la/des température(s) de l’additif liquide mesurée(s).

14. Système de mesure du niveau de liquide dans un réservoir pour additif liquide comprenant des moyens aptes à réaliser toutes les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.

15. Véhicule motorisé ayant un moteur à combustion interne (104), un dispositif (103) de traitement des gaz d'échappement et un réservoir (105) pour contenir l’additif liquide utilisé par le dispositif (103) pour dépolluer les gaz d’échappement dudit moteur, ledit réservoir comprenant un système de mesure du niveau de liquide dans le 5 réservoir selon la revendication 14.

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