WO2017077212A1 - Method for estimating a volume of a reducing agent in liquid form in a container - Google Patents

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heating
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Damien Baron
Stephane Widemann
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Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Definitions

  • the invention relates to a method for estimating a volume of liquid reducing agent present in a tank of a selective catalytic reduction system.
  • the invention also relates to a method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system, which incorporates the method of estimating the volume of reducing agent as previously mentioned.
  • the engine aftertreatment system may comprise a selective catalytic reduction using a reducing agent, advantageously urea or another derivative of ammonia, upstream of a reduction catalyst.
  • Such a selective catalytic reduction system is also known by the French abbreviation RCS as well as by the abbreviation SCR for "selective catalytic reduction".
  • RCS depolluting agent
  • SCR selective catalytic reduction
  • Such a means of depollution works by injection into the exhaust line of a depolluting agent called liquid reducing agent or liquid RCS.
  • RCS system as well as selective catalytic reduction system to designate such a system.
  • RCS to complete the designation of a component of the RCS system, for example a RCS tank or a RCS injector.
  • Such a RCS system comprises a reservoir of liquid reducing agent. This tank is connected by a pipe to an injector, the pipe comprising a pump.
  • An accumulator is connected to the liquid agent line, being disposed downstream of the pump.
  • the accumulator contains a small volume of liquid agent to maintain the pipe under pressure while the pump is stopped.
  • the control system of the RCS system calculates the dose of injector to be injected and controls the injector to achieve this setpoint.
  • the present invention relates more particularly to the life situation where the usually liquid reducing agent is partially or completely frozen in the RCS tank due to a very cold environment.
  • a reducing agent frequently based on urea, may for example freeze below -1 ° C.
  • a heating element for example a heating resistor
  • a heating resistor can be installed in the RCS tank in order to thaw if necessary the reducing agent that it contains. Indeed, the reducing agent freezing below -1 1 ° C, it is common, especially in the Nordic countries, that it must be warmed before it can be pumped and then injected into the exhaust line of the engine of the motor vehicle to ensure the specific depollution of nitrogen oxides or NOx contained in the exhaust leaving the engine.
  • This heating element can be multiple, for example include several heating resistors.
  • a temperature sensor is also present in this tank. It is located near the heating resistance. This position makes it possible to monitor the temperature of the reducing agent where it is hottest, during the heating phases. Above a certain threshold, the heating element can be deactivated. Indeed, it is important that the reducing agent does not exceed a certain temperature in order to retain all its chemical properties.
  • a gauge can be positioned in the RCS reservoir to estimate the volume of remaining reducing agent and therefore the remaining autonomy in terms of this specific depollution.
  • the heating resistor occupies only a restricted area of the RCS reservoir.
  • the reducing agent melts relatively quickly around the resistance while the more remote areas can remain frozen much longer.
  • the gauge is positioned to optimize the measurement of the volume of the reducing agent when in the liquid state.
  • it can be positioned relatively far from the heating resistor.
  • liquid reducing agent is available to ensure the pollution of the exhaust gas.
  • the gauge when the gauge is frozen, it delivers frozen information and often erroneous due to the expansion of the reducing agent during the transition to the solid state.
  • the gauge becomes unusable to estimate the volume remaining in the tank during long periods of winter cold.
  • the reducing agent may be liquid only in a reduced area surrounding the heating element.
  • the suction of the reducing agent by the pump which may be in the environment of the heating element may create a cavity within a solidified reducing agent block surrounding the reducing agent. melted and become liquid by heating. Indeed, under certain conditions, the consumption of reducing agent can be large and faster than what the heating system is able to thaw.
  • the heating element is no longer in direct contact with the reducing agent. This element can no longer effectively perform its role of heater. Indeed, the volume of air between the heating element and the still frozen reducing agent is an effective thermal insulator.
  • the pump is rotated to pressurize the RCS system and activate the pollution control of oxides. nitrogen, without restriction and consideration of the amount of liquid reducing agent to be stored in the RCS tank.
  • the document FR-A-2 983 237 describes a method of optimizing the heating time of a reducing agent contained in a tank of a RCS system comprising a heating device, a sensor for measuring the temperature and pumping means.
  • a first cycle comprising a heating sequence and a measurement of the temperature obtained and a pumping test are carried out below a predefined temperature threshold. Then, it is repeated this cycle several times if necessary until the pumping works.
  • This has the great disadvantage of leading to a depletion of the reducing agent in liquid form present in the reservoir, the creation of an empty space of reducing agent in the vicinity of the heating element reducing the exchange heat of the heating element with the reducing agent remaining frozen.
  • the risk of having reducing agent injections in the SCR system which are not sufficient is not at all discarded in such an optimization process.
  • the problem underlying the invention is, for a reservoir of a selective catalytic reduction system containing a reducing agent capable of freezing, on the one hand, to estimate in real time the amount of in the form of liquid reducing agent available and, secondly, to avoid the depletion of the amount of reducing agent in liquid form in the tank to ensure satisfactory operation of the system.
  • a method for estimating a volume of reducing agent in liquid form in a tank of a selective catalytic reduction system the reducing agent having at least partially frozen, in which temperature measurements are made, especially at regular intervals, in the tank and heating of the reducing agent as soon as an initial temperature measurement is representative of a reducing agent having at least partially frozen, the heating being sequentially interrupted and restored, the rates of decrease and increase of the temperatures measured during respectively the interruption and the restoration of the heating being correlated to the volume of reducing agent in liquid form in the tank allowing an estimate of said volume.
  • the technical effect is to obtain essential information for the control of the RCS pollution control system in very cold temperature conditions, and this without additional sensor addition to the existing system. This is achieved by monitoring the dynamics of the temperature signal during the thaw phase of the tank by the heating resistor.
  • the heating is interrupted when a maximum temperature threshold is reached while heating is restored when a minimum temperature threshold is reached.
  • the initial temperature is about -1 1 ° C
  • the maximum temperature threshold is between -5 ° C and 0 ° C, preferably -3 ° C
  • the minimum temperature threshold is between -10 ° C and -5 ° C, preferably -7 ° C. It is to be considered that this is not limiting. In fact, according to RCS tank suppliers, the maximum temperatures for heating are not the same. For example, it can be heated even if the temperature is above 0 ° C.
  • the estimation of a quantity of reducing agent in liquid form is made according to the periods of interruption or restoration of the heating between the maximum and minimum temperature thresholds.
  • the volume of reducing agent in liquid form in the tank is regularly estimated.
  • the invention also relates to a method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system, which incorporates such a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form, characterized in that whereas, when a volume of reducing agent in liquid form in the tank is estimated to be less than a minimum volume, a reducing agent suction out of the tank in the rest of the system is suspended so that at least a minimum volume of liquid reducing agent is always stored in the tank.
  • the minimum volume of reducing agent corresponds to a volume of liquid reducing agent just sufficient either to provide an amount of reducing agent injected into the selective catalytic reduction system under a predetermined injection pressure or for do not create a cavity around a heating element in the tank.
  • the invention also relates to a selective catalytic reduction system comprising a control control controlling the operation of the system and a reducing agent tank forming part of the system, the tank comprising in its interior a heating element for the reducing agent. when it is at least partially frozen and a temperature sensor measuring the temperature of the reducing agent contained in the tank, the temperature sensor transmitting its temperature measurements to the control control controlling the heating element according to the temperature measurements comprising means for activating, interrupting and reactivating the heating element, characterized in that the means for activating, interrupting and reactivating the heating element are set in motion. in accordance with a method of estimating a reducing agent in a tank as previously described t, the temperature sensor being disposed near the heating element in the tank.
  • control control comprises means for storing an initial temperature for which the heating element is activated, a maximum temperature threshold for which the operation of the heating element is interrupted and a minimum temperature threshold for which the operation of the heating element is restored.
  • the system comprises a pipe connecting the reservoir to an injector delivering a quantity of reducing agent under pressure in a reduction catalyst and a suction pump a quantity of liquid reducing agent calculated by the control control of the reservoir to the reactor.
  • injector controlling the pump by activating it and suspending its activation when the volume of liquid reducing agent available in the reservoir is less than a minimum volume of liquid reducing agent calculated by the control-command as just sufficient for supplying a quantity of reducing agent injected into the pipe between the reservoir and the injector which is under an injection pressure greater than the minimum injection pressure stored in the control.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a motor vehicle exhaust line comprising a plurality of exhaust gas depollution elements including a selective catalytic reduction system or RCS system, this system being in accordance with the state of the art but can be used for the implementation of the methods according to the present invention,
  • FIGS. 2 and 4 are diagrammatic representations of a reservoir of a RCS system, the reducing agent contained in this reservoir being partially frozen with a small portion in FIG. 2 and a large portion in FIG. Thawed and liquid gearbox, such a tank being able to implement the processes according to the present invention
  • - Figures 3 and 5 illustrate heating and temperature activation curves of the reducing agent in the tank, this for tanks to small and large portions of liquid reducing agent shown respectively in Figures 2 and 4, this in the context of the method of estimating a volume of reducing agent in liquid form in a reservoir of a RCS system according to the present invention
  • FIG. 6 illustrates the formation of an empty cavity in a partially frozen tank when all the liquid reducing agent is pumped from the tank to feed the pipe of the RCS system according to the state of the art, the formation of such a cavity being rendered impossible by the implementation of a method for limiting the consumption of reducing agent in a SCR system according to the present invention
  • FIG. 7 is a schematic representation of a reservoir of a RCS system, the reducing agent contained in this reservoir being partially frozen with a small portion of thawed and liquid reducing agent as in FIG. 2 but with a larger quantity of reducing agent in the tank, such a tank being able to implement the method for limiting the consumption of reducing agent in a RCS system according to the present invention
  • FIG. 8 is a schematic representation of a tank of a RCS system with a larger portion of thawed and liquid reducing agent than in FIG. 7 and the formation of a limited empty cavity between liquid reducing agent and agent solid reducer still frozen, such a reservoir can implement the method of reducing the consumption of reducing agent in a RCS system according to the present invention.
  • FIG. 1 shows depollution means placed in the exhaust line 2 coming out of a heat engine 1.
  • This embodiment of a line according to the state of the art comprises a selective catalytic reduction system or RCS system which can be controlled in accordance with one or both of the methods of the present invention.
  • the exhaust gas can pass through an oxidation catalyst 3 or DOC, which is optional.
  • the exhaust line 2 then passes through a catalyst 5 of a SCR system, this catalyst being, in this embodiment, integrated in a particle filter 6 or FAP.
  • the particulate filter 6 advantageously has a porous substrate for filtering the exhaust gas, the pore size of the substrate corresponding to the minimum size of the particles to be retained which are present in the exhaust gas, frequently particles of soot.
  • a sensor 10 for detecting less a pollutant present in the exhaust gas may be present at the end of the exhaust line 2.
  • the porous substrate is impregnated with the active phase of the SCR catalyst on which the transformation of the nitrogen oxides is carried out under the action of the addition of reducing agent in the catalyst 5.
  • the SCR catalyst can be placed before the particle filter 6, these two elements being or not grouped together in the same unit.
  • the reducing agent SCR contributes to the chemical reduction of nitrogen oxides, this by initial conversion, if necessary, the starting reducing agent to ammonia or NH3. Most frequently, the reducing agent is an aqueous solution containing urea known as AdBlue®.
  • this aqueous solution of urea is contained in a reservoir 7 SCR reducing agent and is first injected by an injector 8 in a mixing box 9 or mixer advantageously located in line 2 exhaust system upstream of the RCS catalyst.
  • This mixing box 9 is intended to increase the residence time of the reducing agent with the exhaust gas and to atomize the droplets of the aqueous solution injected via one or more impactors.
  • the present invention consists, on the one hand, in estimating the volume of reducing agent available in liquid form in a reservoir 7 RCS, when a large part of the reducing agent of the reservoir 7 is in solid form 20 being frozen, this especially at the level of the gauge 12.
  • this estimate is made from the information given by a temperature sensor 13 present in the reservoir 7 RCS being located near a heating element 1 1 for heating the agent reducing agent, that is to say in an area where the reducing agent is first thawed to give a liquid reducing agent 21.
  • a reservoir 7 RCS for a selective catalytic reduction system or SCR system comprises in its interior a reducing agent having been able to freeze at least therefore partially in a solid form 20 with or without a liquid form 21.
  • the tank 7 RCS feeds a pipe 4 comprising a pump 14 for the suction of the reducing agent.
  • Line 4 leads to an injector 8 for quantity injection predetermined reduction by a control system in a SCR catalyst.
  • the tank 7 RCS comprises a drawing bowl 15, a heating element 1 1 heating the reducing agent especially when it is at least partially frozen.
  • a gauge 12 is also provided in the reservoir 7 RCS, this gauge 12 not being in function when the reducing agent in the reservoir 7 is frozen.
  • the reservoir 7 RCS comprises a temperature sensor 13.
  • the present invention relates to a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form 21 in a tank 7 of a selective catalytic reduction system, the reducing agent having at least partially frozen while being in the form of solid 20.
  • temperature measurements are made at regular intervals by a temperature sensor 13 in the tank 7 and heating of the reducing agent by a heating element. 1 1, as soon as an initial temperature measurement Tini is representative of a reducing agent having at least partially frozen 20, this heating element 11 may also be multiple.
  • the temperature Tini is visible on the curves of FIGS. 3 and 5 and can be approximately between -1-1 ° C. at -20 ° C. or even be lower.
  • the temperature of the reducing agent in the tank 7 is uniform and the temperature sensor 13 present in the tank 7 SCR indicates a value representative of the overall state of the tank 7. If, for the reducing agent conventionally used bearing the name of AdBlue® and which is based on urea, the temperature sensor 13 indicates a temperature below -1 1 ° C is that the contents of the reservoir 7 SCR is at least partially frozen. Thanks to this information, the control command of the RCS system activates in this case the heating of the tank 7.
  • the heating element 1 1 is activated in operation. This heating element 11 warms the reducing agent zone in its environment. The reducing agent heats up progressively, starting with this zone closest to the heating element 11.
  • the increase in temperature resulting from this heating of the reducing agent can be followed by the temperature sensor 13 which is arranged near the heating element 1 1.
  • the change from solid to liquid state of the reducing agent takes place at constant and uniform temperature, that is to say that the portion of liquid reducing agent 21 is found at the same temperature as the solid reducing agent portion 20.
  • this is not the case with a heating element with heating element 11, because of the proximity of a certain amount of reducing agent with the heating element 1 1 whose temperature is well above -1 1 ° C.
  • This amount of reducing agent which has been heated and becomes liquid is rapidly hotter than the portion of frozen reducing agent which remains solid because it is too far from the heating element 11.
  • the heating is sequentially interrupted and restored.
  • the rates of decrease and increase of the temperatures measured during respectively the interruption and the re-establishment of the heating are correlated to the volume of liquid reducing agent 21 in the tank 7 by allowing an estimation of said volume.
  • the interruptions allow for example to protect the components of the RCS tank 7 and the quality of the reducing agent which must not be subjected to too intensive heating.
  • the heating may be cut off when the temperature rises above a certain threshold, said threshold of maximum temperature STmax.
  • the liquid reducing agent 21 cools in contact with the solid reducing agent 20 which, it melts only very gradually, by heat exchange between liquid reducing agent 21 and solid reducing agent 20.
  • the temperature read by the temperature sensor 13 decreases, and below a certain threshold, said minimum temperature threshold STmin, the heating can be restored again.
  • the minimum temperature threshold STmin is between -5 ° C and -10 ° C, preferably around -7 ° C é the maximum temperature threshold STmax is between -0 ° C and -5.degree. C., preferably around -3.degree. C., which is not limiting.
  • the heating remaining intermittently activated by being interrupted as the reducing agent contained in the RCS tank melts as shown by the CH + heating activation curve with rectangles while the curve with dots represents the temperatures.
  • the times of lowering temperature during heating interruptions are longer than for a small volume of liquid reducing agent, as shown in FIG. Figure 3, given the greater thermal inertia of a large volume of liquid reducing agent. This can also be true for a rise in temperature during a reactivation of the heating.
  • the estimation of a quantity of reducing agent in liquid form 21 is made as a function of the periods of interruption or restoration of the heating between the thresholds of maximum and minimum temperatures STmax, STmin.
  • Another aspect of the present invention is to interrupt the use of reducing agent in the RCS system and thus to interrupt the NOx decontamination, during certain thaw phases of the RCS tank 7 so as to maintain a minimum volume of reducing agent in liquid form 21 in the tank 7 still partially frozen.
  • the liquid reducing agent 21 transports the heat to the remote areas of the heating element 1 1 and thawed the entire tank 7.
  • a larger volume of reducing agent is then likely to find in the liquid state, particularly during long runs of the vehicle, and the pollution of the nitrogen oxides by the reducing agent can then be ensured longer or more effectively without interruption for lack of liquid reducing agent.
  • the pollution of the nitrogen oxides begins.
  • the reducing agent is then pumped into the tank 7 as it is injected into the exhaust pipe 4 according to the amount of NOx to be treated and without restriction with respect to the thawed volume.
  • the reducing agent in liquid form 21 can be exhausted in the tank 7 RCS. It is then possible to create an empty cavity 22 between the heating element 11 and the reducing agent contained in the tank 7, this reducing agent then being in solid form 20. This is shown in FIG.
  • the method of limiting the consumption of agent reducer in a Selective catalytic reduction system comprises the following steps, the first three being common with those of the state of the art.
  • the heating of the reservoir 7 of the RCS system is activated.
  • a system pressurization request is applied and the pump 14 sucks the thawed reducing agent in order to convey it to the injector 8.
  • the heating element 1 1 of the tank 7 can be activated again for a certain time before making a new attempt to suction. .
  • the injector 8 of the SCR system when the injector 8 of the SCR system is able to inject a quantity of reducing agent under pressure in the SCR 5 catalyst, the cleanup of the nitrogen oxides begins. Then from the estimation of the volume of thawed reducing agent and therefore of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 RCS, an estimate that can be obtained according to the estimation method previously described and which is stored in the system control system. SCR, the control can inhibit the amount of reducing agent in the catalyst if the volume of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 is low in order to maintain sufficient amount of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 .
  • the volume of liquid reducing agent 21 is estimated and controlled by the control system control according to the estimation method according to the present invention which has been previously described.
  • the method comprises the step of new injections of reducing agent out of the tank 7.
  • the method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system therefore incorporates a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form 21 as described above.
  • a volume of reducing agent in liquid form 21 in the tank 7 is less than a minimum volume
  • a suction of reducing agent out of the tank 7 in the rest of the RCS system is suspended so that at least a minimum volume liquid reducing agent 21 is always kept in the tank 7.
  • This minimum volume of reducing agent may correspond to a volume of liquid reducing agent 21 just sufficient to provide an amount of reducing agent injected into the selective catalytic reduction system under a predetermined injection pressure or may also correspond at a minimum volume not to create a cavity 22 around the heating element 1 1 in the reservoir 7 RCS.
  • the creation of a cavity 22 within the reservoir 7 RCS containing a reducing agent at least partially frozen which precisely wants to avoid the limitation process of the present invention mainly when the volume of liquid reducing agent 21 is low in the tank RCS 7, causes alerts to the dashboard of the vehicle, such as a light on and / or an audible alert, etc. Indeed, the RCS system is no longer able to suck the reducing agent, pollution is no longer assured at all. In this case, the regulation obliges the driver to have his vehicle repaired.
  • the advantage of the present invention is therefore to avoid these unjustified returns of such motor vehicles in concession.
  • the ordering of the RCS system at -20 ° C in a minimum time is a regulatory requirement. The present invention makes it possible to satisfy this requirement while avoiding unjustified vehicle returns under concession, which improves the brand image of the vehicles carrying in their control the processes according to the present invention.
  • a cavity 22 can be created temporarily in the vicinity of the heating element 11.
  • this cavity 22 is associated with a relatively large volume of liquid reducing agent 21, the aforementioned disadvantages are no longer effective and the heating of the reducing agent in solid form remaining in the reservoir is progressively carried out.
  • the invention also relates to a selective catalytic reduction system comprising a control control controlling the operation of the system and a reservoir 7 of reducing agent forming part of the system.
  • a control control controlling the operation of the system and a reservoir 7 of reducing agent forming part of the system.
  • the latter comprises in its interior a heating element 11 for the reducing agent when the latter is at least partially frozen.
  • the tank 7 also comprises a temperature sensor 13 measuring the temperature of the reducing agent contained in the tank 7.
  • the temperature sensor 13 transmits its temperature measurements to the control control controlling the heating element 1 1 according to the temperature measurements comprising means for activating, interrupting and reactivating the heating element 11.
  • the temperature sensor 13 is disposed near the heating element 11 in the tank 7 in order to know the temperature of the reducing agent volume which has become liquid by heating.
  • the control command may comprise means for storing an initial temperature Tini for which the heating element 1 1 is activated, a maximum temperature threshold STmax for which the operation of the heating element 1 1 is interrupted. , and a minimum temperature threshold STmin for which the operation of the heating element 11 is restored to activity.
  • the system comprises a pipe 4 connecting the reservoir 7 to an injector 8 delivering a quantity of reducing agent under pressure in a reduction catalyst or SCR catalyst and a pump 14 sucking up a quantity of reducing agent liquid 21 calculated by the control command of the tank 7 to the injector 8.
  • the control control the pump 14 by activating it and suspending its activation when the volume of liquid reducing agent 21 available in the reservoir 7 is less than one minimum volume of reducing agent that has been estimated as just sufficient to provide a quantity of reducing agent injected into line 4 between reservoir 7 and injector 8 which is under an injection pressure greater than the minimum injection pressure set memory in the control command.

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Abstract

The invention relates to a method for estimating a volume of a reducing agent in liquid form (21) in a container (7) of a selective catalytic reduction system, the reducing agent being at least partially frozen (20), wherein temperature measurements are carried out at regular intervals in the container (7) and the reducing agent is heated as soon as an initial temperature measurement is indicative of a reducing agent that is at least partially frozen (20), the heating being sequentially stopped and resumed, and the rates of lowering and raising the temperatures measured when the heating is stopped and resumed, respectively, being correlated to the volume of reducing agent in liquid form (21) in the container (7), enabling an estimation of said volume to be carried out.

Description

PROCEDE D'ESTIMATION D'UN VOLUME D'AGENT REDUCTEUR LIQUIDE PRESENT DANS UN RESERVOIR  METHOD FOR ESTIMATING A VOLUME OF LIQUID REDUCING AGENT PRESENT IN A RESERVOIR
[0001 ] L'invention porte sur un procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur liquide présent dans un réservoir d'un système de réduction catalytique sélective. L'invention concerne aussi un procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective, lequel intègre le procédé d'estimation du volume d'agent réducteur tel que précédemment mentionné. The invention relates to a method for estimating a volume of liquid reducing agent present in a tank of a selective catalytic reduction system. The invention also relates to a method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system, which incorporates the method of estimating the volume of reducing agent as previously mentioned.
[0002] On sait que les niveaux de polluants émis par les véhicules sont soumis à réglementation. Parmi ces polluants, les oxydes d'azote ou NOx sont plus particulièrement réglementés avec des normes d'émission de plus en plus contraignantes. It is known that the levels of pollutants emitted by vehicles are subject to regulation. Among these pollutants, nitrogen oxides or NOx are more particularly regulated with increasingly stringent emission standards.
[0003] Afin de diminuer le niveau d'émission d'oxydes d'azote, ces derniers peuvent être traités en sortie du moteur via des systèmes de post-traitement. Ainsi, le système de posttraitement des gaz d'échappement du moteur peut comprendre une réduction catalytique sélective utilisant un agent réducteur, avantageusement de l'urée ou un autre dérivé de l'ammoniac, ceci en amont d'un catalyseur de réduction. In order to reduce the level of emission of nitrogen oxides, the latter can be processed at the output of the engine via post-processing systems. Thus, the engine aftertreatment system may comprise a selective catalytic reduction using a reducing agent, advantageously urea or another derivative of ammonia, upstream of a reduction catalyst.
[0004] Un tel système de réduction catalytique sélective est aussi connu sous l'abréviation française RCS ainsi que sous l'abréviation anglaise SCR pour « sélective catalytic réduction ». Un tel moyen de dépollution fonctionne par injection dans la ligne d'échappement d'un agent de dépollution dit agent liquide de réduction ou liquide RCS. Dans ce qui va suivre il sera utilisé système RCS aussi bien que système de réduction catalytique sélective pour désigner un tel système. Il sera aussi utilisé l'abréviation RCS pour compléter la désignation d'un élément du système RCS, par exemple un réservoir RCS ou un injecteur RCS. [0005] Un tel système RCS comprend un réservoir d'agent réducteur liquide. Ce réservoir est relié par une canalisation à un injecteur, la canalisation comprenant une pompe. Un accumulateur est raccordé à la canalisation d'agent liquide, en étant disposé en aval de la pompe. L'accumulateur contient un petit volume d'agent liquide permettant de maintenir la canalisation sous pression alors que la pompe est arrêtée. Le contrôle commande du système RCS calcule la dose de réducteur à injecter et pilote l'injecteur pour réaliser cette consigne [0006] La présente invention concerne plus particulièrement la situation de vie où l'agent réducteur habituellement liquide se trouve partiellement ou complètement gelé dans le réservoir RCS en raison d'un environnement très froid. Un tel agent réducteur, fréquemment à base d'urée, peut par exemple geler en dessous de -1 1 °C. Il peut alors y avoir de l'agent réducteur sous forme solide dans le réservoir RCS ou un mélange d'agent réducteur solide et liquide, l'agent réducteur étant utilisable dans le système RCS seulement sous sa forme liquide. [0004] Such a selective catalytic reduction system is also known by the French abbreviation RCS as well as by the abbreviation SCR for "selective catalytic reduction". Such a means of depollution works by injection into the exhaust line of a depolluting agent called liquid reducing agent or liquid RCS. In what follows will be used RCS system as well as selective catalytic reduction system to designate such a system. It will also be used the abbreviation RCS to complete the designation of a component of the RCS system, for example a RCS tank or a RCS injector. Such a RCS system comprises a reservoir of liquid reducing agent. This tank is connected by a pipe to an injector, the pipe comprising a pump. An accumulator is connected to the liquid agent line, being disposed downstream of the pump. The accumulator contains a small volume of liquid agent to maintain the pipe under pressure while the pump is stopped. The control system of the RCS system calculates the dose of injector to be injected and controls the injector to achieve this setpoint The present invention relates more particularly to the life situation where the usually liquid reducing agent is partially or completely frozen in the RCS tank due to a very cold environment. Such a reducing agent, frequently based on urea, may for example freeze below -1 ° C. There may then be solid reducing agent in the RCS tank or a mixture of solid and liquid reducing agent, the reducing agent being usable in the RCS system only in its liquid form.
[0007] Un élément de chauffage, par exemple une résistance chauffante, peut être installé dans le réservoir RCS afin de dégeler si nécessaire l'agent réducteur qu'il contient. En effet, l'agent réducteur gelant en dessous de -1 1 °C, il est courant, notamment dans les pays nordiques, qu'il faille le réchauffer avant de pouvoir le pomper puis l'injecter dans la ligne d'échappement du moteur du véhicule automobile pour assurer la dépollution spécifique des oxydes d'azote ou NOx contenus dans les gaz d'échappement quittant le moteur. Cet élément de chauffage peut être multiple, par exemple comprendre plusieurs résistances chauffantes. A heating element, for example a heating resistor, can be installed in the RCS tank in order to thaw if necessary the reducing agent that it contains. Indeed, the reducing agent freezing below -1 1 ° C, it is common, especially in the Nordic countries, that it must be warmed before it can be pumped and then injected into the exhaust line of the engine of the motor vehicle to ensure the specific depollution of nitrogen oxides or NOx contained in the exhaust leaving the engine. This heating element can be multiple, for example include several heating resistors.
[0008] Pour déterminer le besoin de chauffage à l'intérieur du réservoir RCS, un capteur de température est également présent dans ce réservoir. Il est situé à proximité de la résistance chauffante. Cette position permet de surveiller la température de l'agent réducteur là où il est le plus chaud, lors des phases de chauffage. Au-dessus d'un certain seuil, l'élément de chauffage peut être désactivé. En effet, il est important que l'agent réducteur ne dépasse pas une certaine température afin de conserver toutes ses propriétés chimiques. To determine the need for heating inside the RCS tank, a temperature sensor is also present in this tank. It is located near the heating resistance. This position makes it possible to monitor the temperature of the reducing agent where it is hottest, during the heating phases. Above a certain threshold, the heating element can be deactivated. Indeed, it is important that the reducing agent does not exceed a certain temperature in order to retain all its chemical properties.
[0009] Enfin, une jauge peut être positionnée dans le réservoir RCS afin d'estimer le volume d'agent réducteur restant et donc l'autonomie restante en terme de cette dépollution spécifique. Finally, a gauge can be positioned in the RCS reservoir to estimate the volume of remaining reducing agent and therefore the remaining autonomy in terms of this specific depollution.
[0010] Pour respecter des contraintes de dimensionnement électrique, la résistance chauffante n'occupe qu'une zone restreinte du réservoir RCS. En situation froide, lorsque l'ensemble du réservoir est gelé et que le chauffage est activé, l'agent réducteur fond relativement rapidement autour de la résistance alors que les zones les plus éloignées peuvent rester gelées beaucoup plus longtemps. To meet electrical design constraints, the heating resistor occupies only a restricted area of the RCS reservoir. In a cold situation, when the entire tank is frozen and heating is activated, the reducing agent melts relatively quickly around the resistance while the more remote areas can remain frozen much longer.
[001 1 ] Par ailleurs, la jauge est positionnée de façon à optimiser la mesure du volume de l'agent réducteur lorsqu'il est à l'état liquide. En particulier, elle peut être positionnée relativement loin de la résistance chauffante. En situation froide pendant la phase de chauffage, elle peut donc être gelée alors que de l'agent réducteur liquide est disponible pour assurer la dépollution des gaz d'échappement. Or, lorsque la jauge est gelée, elle délivre une information figée et souvent erronée du fait de l'expansion de l'agent réducteur lors du passage à l'état solide. Ainsi, la jauge devient inutilisable pour estimer le volume restant dans le réservoir lors des longues périodes de froid hivernal. [001 1] Furthermore, the gauge is positioned to optimize the measurement of the volume of the reducing agent when in the liquid state. In particular, it can be positioned relatively far from the heating resistor. In a cold situation during the phase of heating, it can be frozen while liquid reducing agent is available to ensure the pollution of the exhaust gas. However, when the gauge is frozen, it delivers frozen information and often erroneous due to the expansion of the reducing agent during the transition to the solid state. Thus, the gauge becomes unusable to estimate the volume remaining in the tank during long periods of winter cold.
[0012] Dans ce contexte de chauffage localisé de l'agent réducteur, l'agent réducteur peut n'être liquide que dans une zone réduite entourant l'élément de chauffage. Dans ce cas, l'aspiration de l'agent réducteur par la pompe qui peut se trouver dans l'environnement de l'élément de chauffage peut créer une cavité au sein d'un bloc d'agent réducteur solidifié entourant de l'agent réducteur fondu et devenu liquide par le chauffage. En effet, dans certaines conditions, la consommation d'agent réducteur peut être importante et plus rapide que ce que le système de chauffage est capable de dégeler. In this context of localized heating of the reducing agent, the reducing agent may be liquid only in a reduced area surrounding the heating element. In this case, the suction of the reducing agent by the pump which may be in the environment of the heating element may create a cavity within a solidified reducing agent block surrounding the reducing agent. melted and become liquid by heating. Indeed, under certain conditions, the consumption of reducing agent can be large and faster than what the heating system is able to thaw.
[0013] De plus, lorsque la cavité est créée, l'élément de chauffage n'est plus en contact direct avec l'agent réducteur. Cet élément ne peut donc plus assurer efficacement son rôle de réchauffeur. En effet, le volume d'air situé entre l'élément de chauffage et l'agent réducteur encore gelé est un isolant thermique efficace. In addition, when the cavity is created, the heating element is no longer in direct contact with the reducing agent. This element can no longer effectively perform its role of heater. Indeed, the volume of air between the heating element and the still frozen reducing agent is an effective thermal insulator.
[0014] Selon l'état de la technique actuel, dès qu'une portion suffisante d'agent réducteur est disponible à l'état liquide, on fait tourner la pompe pour mettre en pression le système RCS et activer la dépollution des oxydes d'azotes, sans restriction et considération de la quantité d'agent réducteur liquide à conserver dans le réservoir RCS. Ces mesures ne font qu'amplifier l'apparition d'une cavité dans le réservoir RCS, cavité entourée par de l'agent réducteur encore solide. According to the current state of the art, as soon as a sufficient portion of reducing agent is available in the liquid state, the pump is rotated to pressurize the RCS system and activate the pollution control of oxides. nitrogen, without restriction and consideration of the amount of liquid reducing agent to be stored in the RCS tank. These measurements only amplify the appearance of a cavity in the RCS reservoir, cavity surrounded by reducing agent still solid.
[0015] Le document FR-A-2 983 237 décrit un procédé d'optimisation du temps de chauffage d'un agent réducteur contenu dans un réservoir d'un système RCS comprenant un dispositif de chauffage, un capteur de mesure de la température et un moyen de pompage. Il est réalisé, en dessous d'un seuil de température prédéfini, un premier cycle comprenant une séquence de chauffage et une mesure de la température obtenue ainsi qu'un essai de pompage. Ensuite, il est recommencé ce cycle plusieurs fois si nécessaire jusqu'à ce que le pompage fonctionne. [0016] Ceci présente le grand désavantage de conduire à un épuisement de l'agent réducteur sous forme liquide présent dans le réservoir, la création d'un espace vide d'agent réducteur dans le voisinage de l'élément de chauffage diminuant l'échange thermique de l'élément de chauffage avec l'agent réducteur restant encore gelé. De plus, le risque d'avoir des injections d'agent réducteur dans le système RCS qui ne soient pas suffisantes n'est pas du tout écarté dans un tel procédé d'optimisation. The document FR-A-2 983 237 describes a method of optimizing the heating time of a reducing agent contained in a tank of a RCS system comprising a heating device, a sensor for measuring the temperature and pumping means. A first cycle comprising a heating sequence and a measurement of the temperature obtained and a pumping test are carried out below a predefined temperature threshold. Then, it is repeated this cycle several times if necessary until the pumping works. This has the great disadvantage of leading to a depletion of the reducing agent in liquid form present in the reservoir, the creation of an empty space of reducing agent in the vicinity of the heating element reducing the exchange heat of the heating element with the reducing agent remaining frozen. Moreover, the risk of having reducing agent injections in the SCR system which are not sufficient is not at all discarded in such an optimization process.
[0017] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est, pour un réservoir d'un système de réduction catalytique sélective contenant un agent réducteur susceptible de geler, d'une part, d'estimer en temps réel la quantité d'agent réducteur sous forme liquide disponible et, d'autre part, d'éviter l'épuisement de la quantité d'agent réducteur sous forme liquide dans le réservoir afin de garantir un fonctionnement satisfaisant du système. Therefore, the problem underlying the invention is, for a reservoir of a selective catalytic reduction system containing a reducing agent capable of freezing, on the one hand, to estimate in real time the amount of in the form of liquid reducing agent available and, secondly, to avoid the depletion of the amount of reducing agent in liquid form in the tank to ensure satisfactory operation of the system.
[0018] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide dans un réservoir d'un système de réduction catalytique sélective, l'agent réducteur ayant au moins partiellement gelé, dans lequel il est procédé à des mesures de température, notamment à intervalles réguliers, dans le réservoir et à un chauffage de l'agent réducteur dès qu'une mesure de température initiale est représentative d'un agent réducteur ayant au moins partiellement gelé, le chauffage étant séquentiellement interrompu et rétabli, les vitesses de diminution et d'augmentation des températures mesurées pendant respectivement l'interruption et le rétablissement du chauffage étant corrélées au volume d'agent réducteur sous forme liquide dans le réservoir en permettant une estimation dudit volume. To achieve this objective, there is provided according to the invention a method for estimating a volume of reducing agent in liquid form in a tank of a selective catalytic reduction system, the reducing agent having at least partially frozen, in which temperature measurements are made, especially at regular intervals, in the tank and heating of the reducing agent as soon as an initial temperature measurement is representative of a reducing agent having at least partially frozen, the heating being sequentially interrupted and restored, the rates of decrease and increase of the temperatures measured during respectively the interruption and the restoration of the heating being correlated to the volume of reducing agent in liquid form in the tank allowing an estimate of said volume.
[0019] L'effet technique est d'obtenir une information essentielle pour le contrôle du système de dépollution RCS dans des conditions de température très froides, et cela sans ajout de capteur supplémentaire par rapport au système existant. Ceci est obtenu en surveillant la dynamique du signal de température lors de la phase de dégel du réservoir par la résistance chauffante. The technical effect is to obtain essential information for the control of the RCS pollution control system in very cold temperature conditions, and this without additional sensor addition to the existing system. This is achieved by monitoring the dynamics of the temperature signal during the thaw phase of the tank by the heating resistor.
[0020] Avantageusement, le chauffage est interrompu quand un seuil de température maximale est atteint tandis que le chauffage est rétabli quand un seuil de température minimale est atteint. Advantageously, the heating is interrupted when a maximum temperature threshold is reached while heating is restored when a minimum temperature threshold is reached.
[0021 ] Avantageusement, pour un agent réducteur à base d'urée, la température initiale est d'environ -1 1 °C, le seuil de température maximàe est compris entre -5°C et 0°C, préférentiellement -3 °C, et le seuil de température minimale est compris entre -10°C et -5°C, préférentiellement -7°C. Il est à considérerque ceci n'est pas limitatif. En effet, suivant les fournisseurs de réservoirs RCS les températures maximales autorisant le chauffage ne sont pas les mêmes. On peut par exemple chauffer même si la température est supérieure à 0°C. [0022] Avantageusement, l'estimation d'une quantité d'agent réducteur sous forme liquide est faite en fonction des durées d'interruption ou de rétablissement du chauffage entre les seuils de températures maximale et minimale. Advantageously, for a reducing agent based on urea, the initial temperature is about -1 1 ° C, the maximum temperature threshold is between -5 ° C and 0 ° C, preferably -3 ° C and the minimum temperature threshold is between -10 ° C and -5 ° C, preferably -7 ° C. It is to be considered that this is not limiting. In fact, according to RCS tank suppliers, the maximum temperatures for heating are not the same. For example, it can be heated even if the temperature is above 0 ° C. Advantageously, the estimation of a quantity of reducing agent in liquid form is made according to the periods of interruption or restoration of the heating between the maximum and minimum temperature thresholds.
[0023] Avantageusement, le volume d'agent réducteur sous forme liquide dans le réservoir est régulièrement estimé. [0023] Advantageously, the volume of reducing agent in liquid form in the tank is regularly estimated.
[0024] L'invention concerne aussi un procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective, lequel intègre un tel procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide, caractérisé en ce que, quand il est estimé un volume d'agent réducteur sous forme liquide dans le réservoir inférieur à un volume minimal, une aspiration d'agent réducteur hors du réservoir dans le reste du système est suspendue afin qu'au moins un volume minimal d'agent réducteur liquide soit toujours conservé dans le réservoir. The invention also relates to a method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system, which incorporates such a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form, characterized in that whereas, when a volume of reducing agent in liquid form in the tank is estimated to be less than a minimum volume, a reducing agent suction out of the tank in the rest of the system is suspended so that at least a minimum volume of liquid reducing agent is always stored in the tank.
[0025] Avantageusement, le volume minimal d'agent réducteur correspond à un volume d'agent réducteur liquide juste suffisant soit pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans le système de réduction catalytique sélective sous une pression d'injection prédéterminée ou soit pour ne pas créer une cavité autour d'un élément de chauffage dans le réservoir. Advantageously, the minimum volume of reducing agent corresponds to a volume of liquid reducing agent just sufficient either to provide an amount of reducing agent injected into the selective catalytic reduction system under a predetermined injection pressure or for do not create a cavity around a heating element in the tank.
[0026] L'invention concerne aussi un système de réduction catalytique sélective comprenant un contrôle commande pilotant le fonctionnement du système et un réservoir d'agent réducteur faisant partie du système, le réservoir comprenant en son intérieur un élément de chauffage pour l'agent réducteur quand celui-ci est au moins partiellement gelé et un capteur de température mesurant la température de l'agent réducteur contenu dans le réservoir, le capteur de température transmettant ses mesures de température au contrôle commande pilotant l'élément de chauffage selon les mesures de température en comportant des moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage, caractérisé en ce que les moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage sont mis en œuvre conformément à un procédé d'estimation d'un agent réducteur dans un réservoir tel que précédemment décrit, le capteur de température étant disposé à proximité de l'élément de chauffage dans le réservoir. The invention also relates to a selective catalytic reduction system comprising a control control controlling the operation of the system and a reducing agent tank forming part of the system, the tank comprising in its interior a heating element for the reducing agent. when it is at least partially frozen and a temperature sensor measuring the temperature of the reducing agent contained in the tank, the temperature sensor transmitting its temperature measurements to the control control controlling the heating element according to the temperature measurements comprising means for activating, interrupting and reactivating the heating element, characterized in that the means for activating, interrupting and reactivating the heating element are set in motion. in accordance with a method of estimating a reducing agent in a tank as previously described t, the temperature sensor being disposed near the heating element in the tank.
[0027] Avantageusement, le contrôle commande comprend des moyens de mémorisation d'une température initiale pour laquelle l'élément de chauffage est activé, un seuil de température maximale pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage est interrompu et un seuil de température minimale pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage est rétabli. Advantageously, the control control comprises means for storing an initial temperature for which the heating element is activated, a maximum temperature threshold for which the operation of the heating element is interrupted and a minimum temperature threshold for which the operation of the heating element is restored.
[0028] Avantageusement, le système comprend une canalisation reliant le réservoir à un injecteur délivrant une quantité d'agent réducteur sous pression dans un catalyseur de réduction et une pompe aspirant une quantité d'agent réducteur liquide calculée par le contrôle commande du réservoir vers l'injecteur, le contrôle commande commandant la pompe en l'activant et en suspendant son activation quand le volume d'agent réducteur liquide disponible dans le réservoir est inférieure à un volume minimal d'agent réducteur liquide calculé par le contrôle commande comme juste suffisant pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans la canalisation entre réservoir et injecteur qui soit sous une pression d'injection supérieure à la pression d'injection minimale mise en mémoire dans le contrôle commande. Advantageously, the system comprises a pipe connecting the reservoir to an injector delivering a quantity of reducing agent under pressure in a reduction catalyst and a suction pump a quantity of liquid reducing agent calculated by the control control of the reservoir to the reactor. injector, the control command controlling the pump by activating it and suspending its activation when the volume of liquid reducing agent available in the reservoir is less than a minimum volume of liquid reducing agent calculated by the control-command as just sufficient for supplying a quantity of reducing agent injected into the pipe between the reservoir and the injector which is under an injection pressure greater than the minimum injection pressure stored in the control.
[0029] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : Other features, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples and in which:
- la figure 1 est une représentation schématique d'une ligne d'échappement de véhicule automobile comprenant plusieurs éléments de dépollution des gaz d'échappement dont un système de réduction catalytique sélective ou système RCS, ce système étant conforme à l'état de la technique mais pouvant servir pour la mise en œuvre des procédés selon la présente invention,  - Figure 1 is a schematic representation of a motor vehicle exhaust line comprising a plurality of exhaust gas depollution elements including a selective catalytic reduction system or RCS system, this system being in accordance with the state of the art but can be used for the implementation of the methods according to the present invention,
- les figures 2 et 4 sont des représentations schématiques d'un réservoir d'un système RCS, l'agent réducteur contenu dans ce réservoir étant partiellement gelé avec une faible portion à la figure 2 et une forte portion à la figure 3 d'agent réducteur dégelé et liquide, un tel réservoir pouvant mettre en œuvre les procédés selon la présente invention, - les figures 3 et 5 illustrent des courbes d'activation de chauffage et de température de l'agent réducteur dans le réservoir, ceci pour des réservoirs à faible et forte portions d'agent réducteur liquide montrés respectivement aux figures 2 et 4, ceci dans le cadre du procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide dans un réservoir d'un système RCS selon la présente invention,  FIGS. 2 and 4 are diagrammatic representations of a reservoir of a RCS system, the reducing agent contained in this reservoir being partially frozen with a small portion in FIG. 2 and a large portion in FIG. Thawed and liquid gearbox, such a tank being able to implement the processes according to the present invention, - Figures 3 and 5 illustrate heating and temperature activation curves of the reducing agent in the tank, this for tanks to small and large portions of liquid reducing agent shown respectively in Figures 2 and 4, this in the context of the method of estimating a volume of reducing agent in liquid form in a reservoir of a RCS system according to the present invention,
- la figure 6 illustre la formation d'une cavité vide dans un réservoir partiellement gelé quand tout l'agent réducteur liquide est pompé du réservoir pour alimenter la canalisation du système RCS selon l'état de la technique, la formation d'une telle cavité étant rendue impossible par la mise en œuvre d'un procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système RCS selon la présente invention, - la figure 7 est une représentation schématique d'un réservoir d'un système RCS, l'agent réducteur contenu dans ce réservoir étant partiellement gelé avec une faible portion d'agent réducteur dégelé et liquide comme à la figure 2 mais avec une plus grande quantité d'agent réducteur dans le réservoir, un tel réservoir pouvant mettre en œuvre le procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système RCS selon la présente invention, FIG. 6 illustrates the formation of an empty cavity in a partially frozen tank when all the liquid reducing agent is pumped from the tank to feed the pipe of the RCS system according to the state of the art, the formation of such a cavity being rendered impossible by the implementation of a method for limiting the consumption of reducing agent in a SCR system according to the present invention, FIG. 7 is a schematic representation of a reservoir of a RCS system, the reducing agent contained in this reservoir being partially frozen with a small portion of thawed and liquid reducing agent as in FIG. 2 but with a larger quantity of reducing agent in the tank, such a tank being able to implement the method for limiting the consumption of reducing agent in a RCS system according to the present invention,
- la figure 8 est une représentation schématique d'un réservoir d'un système RCS avec une plus grande portion d'agent réducteur dégelé et liquide qu'à la figure 7 et la formation d'une cavité limitée vide entre agent réducteur liquide et agent réducteur solide encore gelé, un tel réservoir pouvant mettre en œuvre le procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système RCS selon la présente invention.  FIG. 8 is a schematic representation of a tank of a RCS system with a larger portion of thawed and liquid reducing agent than in FIG. 7 and the formation of a limited empty cavity between liquid reducing agent and agent solid reducer still frozen, such a reservoir can implement the method of reducing the consumption of reducing agent in a RCS system according to the present invention.
[0030] Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité. It is to be borne in mind that the figures are given by way of examples and are not limiting of the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily at the scale of practical applications. In particular, the dimensions of the various elements illustrated are not representative of reality.
[0031 ] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. In what follows, reference is made to all the figures taken in combination. When reference is made to one or more specific figures, these figures are to be taken in combination with the other figures for the recognition of the designated reference numerals.
[0032] La figure 1 montre des moyens de dépollution placés dans la ligne 2 d'échappement sortant d'un moteur thermique 1 . Ce mode de réalisation d'une ligne conforme à l'état de la technique comprend un système de réduction catalytique sélective ou système RCS qui peut être piloté conformément à un ou aux deux procédés faisant l'objet de la présente invention. FIG. 1 shows depollution means placed in the exhaust line 2 coming out of a heat engine 1. This embodiment of a line according to the state of the art comprises a selective catalytic reduction system or RCS system which can be controlled in accordance with one or both of the methods of the present invention.
[0033] En partant de l'échappement du moteur les gaz d'échappement peuvent traverser un catalyseur d'oxydation 3 ou DOC, ce qui est optionnel. La ligne 2 d'échappement traverse ensuite un catalyseur 5 d'un système RCS, ce catalyseur 5 étant, dans ce mode de réalisation, intégré dans un filtre à particules 6 ou FAP. [0034] Le filtre à particules 6 présente avantageusement un substrat poreux servant au filtrage des gaz d'échappement, la taille des pores du substrat correspondant à la dimension minimale des particules à retenir qui sont présentes dans les gaz d'échappement, fréquemment des particules de suie. Un capteur 10 de détection d'au moins un polluant présent dans les gaz d'échappement peut être présent en fin de ligne 2 d'échappement. Starting from the exhaust of the engine, the exhaust gas can pass through an oxidation catalyst 3 or DOC, which is optional. The exhaust line 2 then passes through a catalyst 5 of a SCR system, this catalyst being, in this embodiment, integrated in a particle filter 6 or FAP. The particulate filter 6 advantageously has a porous substrate for filtering the exhaust gas, the pore size of the substrate corresponding to the minimum size of the particles to be retained which are present in the exhaust gas, frequently particles of soot. A sensor 10 for detecting less a pollutant present in the exhaust gas may be present at the end of the exhaust line 2.
[0035] Avantageusement, le substrat poreux est imprégné par la phase active du catalyseur 5 RCS sur laquelle s'effectue la transformation des oxydes d'azote sous l'action de l'ajout d'agent réducteur dans le catalyseur 5. Dans un autre mode de réalisation, le catalyseur 5 RCS peut être placé avant le filtre à particules 6, ces deux éléments étant ou non regroupés dans un même ensemble. Advantageously, the porous substrate is impregnated with the active phase of the SCR catalyst on which the transformation of the nitrogen oxides is carried out under the action of the addition of reducing agent in the catalyst 5. In another In this embodiment, the SCR catalyst can be placed before the particle filter 6, these two elements being or not grouped together in the same unit.
[0036] L'agent réducteur RCS contribue à la réduction chimique des oxydes d'azote, ceci par transformation initiale, si besoin est, de l'agent réducteur de départ en ammoniac ou NH3. Le plus fréquemment, l'agent réducteur est une solution aqueuse contenant de l'urée connue sous la marque AdBlue®. The reducing agent SCR contributes to the chemical reduction of nitrogen oxides, this by initial conversion, if necessary, the starting reducing agent to ammonia or NH3. Most frequently, the reducing agent is an aqueous solution containing urea known as AdBlue®.
[0037] Dans le système RCS, cette solution aqueuse d'urée est contenue dans un réservoir 7 RCS d'agent réducteur et est d'abord injectée par un injecteur 8 dans une boîte de mélange 9 ou mélangeur se trouvant avantageusement dans la ligne 2 d'échappement en amont du catalyseur 5 RCS. Cette boîte de mélange 9 a pour but d'augmenter le temps de séjour de l'agent réducteur avec les gaz d'échappement et d'atomiser les gouttelettes de la solution aqueuse injectée par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs impacteurs. In the SCR system, this aqueous solution of urea is contained in a reservoir 7 SCR reducing agent and is first injected by an injector 8 in a mixing box 9 or mixer advantageously located in line 2 exhaust system upstream of the RCS catalyst. This mixing box 9 is intended to increase the residence time of the reducing agent with the exhaust gas and to atomize the droplets of the aqueous solution injected via one or more impactors.
[0038] En se référant à toutes les figures, la présente invention consiste, d'une part, à estimer le volume d'agent réducteur disponible sous forme liquide dans un réservoir 7 RCS, lorsqu'une grande partie de l'agent réducteur du réservoir 7 est sous forme solide 20 en étant gelée, ceci notamment au niveau de la jauge 12. Referring to all the figures, the present invention consists, on the one hand, in estimating the volume of reducing agent available in liquid form in a reservoir 7 RCS, when a large part of the reducing agent of the reservoir 7 is in solid form 20 being frozen, this especially at the level of the gauge 12.
[0039] Conformément à l'invention, cette estimation se fait à partir des informations données par un capteur de température 13 présent dans le réservoir 7 RCS en étant situé à proximité d'un élément de chauffage 1 1 pour le chauffage de l'agent réducteur, c'est-à- dire dans une zone où l'agent réducteur est dégelé en premier en donnant un agent réducteur liquide 21 . According to the invention, this estimate is made from the information given by a temperature sensor 13 present in the reservoir 7 RCS being located near a heating element 1 1 for heating the agent reducing agent, that is to say in an area where the reducing agent is first thawed to give a liquid reducing agent 21.
[0040] Comme le montre notamment les figures 2, 4, 6 à 8 prises en combinaison avec la figure 1 , un réservoir 7 RCS pour un système de réduction catalytique sélective ou système RCS comprend en son intérieur un agent réducteur ayant pu geler au moins partiellement donc sous une forme solide 20 avec ou non une forme liquide 21 . Le réservoir 7 RCS alimente une canalisation 4 comportant une pompe 14 pour l'aspiration de l'agent réducteur. La canalisation 4 débouche sur un injecteur 8 pour l'injection de quantité de réducteur prédéterminée par un contrôle commande du système dans un catalyseur 5 RCS. As shown particularly in Figures 2, 4, 6 to 8 taken in combination with Figure 1, a reservoir 7 RCS for a selective catalytic reduction system or SCR system comprises in its interior a reducing agent having been able to freeze at least therefore partially in a solid form 20 with or without a liquid form 21. The tank 7 RCS feeds a pipe 4 comprising a pump 14 for the suction of the reducing agent. Line 4 leads to an injector 8 for quantity injection predetermined reduction by a control system in a SCR catalyst.
[0041 ] Le réservoir 7 RCS comprend un bol de puisage 15, un élément de chauffage 1 1 chauffant l'agent réducteur notamment quand celui-ci est au moins partiellement gelé. Une jauge 12 est aussi prévue dans le réservoir 7 RCS, cette jauge 12 n'étant pas en fonction quand l'agent réducteur dans le réservoir 7 est gelé. Enfin, le réservoir 7 RCS comprend un capteur de température 13. The tank 7 RCS comprises a drawing bowl 15, a heating element 1 1 heating the reducing agent especially when it is at least partially frozen. A gauge 12 is also provided in the reservoir 7 RCS, this gauge 12 not being in function when the reducing agent in the reservoir 7 is frozen. Finally, the reservoir 7 RCS comprises a temperature sensor 13.
[0042] La présente invention concerne un procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide 21 dans un réservoir 7 d'un système de réduction catalytique sélective, l'agent réducteur ayant au moins partiellement gelé en étant sous forme solide 20. The present invention relates to a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form 21 in a tank 7 of a selective catalytic reduction system, the reducing agent having at least partially frozen while being in the form of solid 20.
[0043] Dans le procédé d'estimation selon la présente invention, il est procédé à des mesures de température à intervalles réguliers par un capteur de température 13 dans le réservoir 7 et à un chauffage de l'agent réducteur, par un élément de chauffage 1 1 , dès qu'une mesure de température initiale Tini est représentative d'un agent réducteur ayant au moins partiellement gelé 20, cet élément de chauffage 1 1 pouvant aussi être multiple. La température Tini est visible sur les courbes des figures 3 et 5 et peut être d'environ entre -1 1 °C à -20 °C ou même être plus basse. In the estimation method according to the present invention, temperature measurements are made at regular intervals by a temperature sensor 13 in the tank 7 and heating of the reducing agent by a heating element. 1 1, as soon as an initial temperature measurement Tini is representative of a reducing agent having at least partially frozen 20, this heating element 11 may also be multiple. The temperature Tini is visible on the curves of FIGS. 3 and 5 and can be approximately between -1-1 ° C. at -20 ° C. or even be lower.
[0044] En effet, au début du roulage du véhicule automobile doté d'un système RCS pour la dépollution en oxydes d'azote ou NOx, la température de l'agent réducteur dans le réservoir 7 est uniforme et le capteur de température 13 présent dans le réservoir 7 RCS indique une valeur représentative de l'état global du réservoir 7. Si, pour l'agent réducteur classiquement utilisé portant le nom d'AdBlue® et qui est à base d'urée, le capteur de température 13 indique une température inférieure à -1 1 °C, c'est que le contenu du réservoir 7 RCS est au moins partiellement gelé. Grâce à cette information, le contrôle commande du système RCS active dans ce cas le chauffage du réservoir 7. Indeed, at the beginning of the running of the motor vehicle with a SCR system for the pollution control of nitrogen oxides or NOx, the temperature of the reducing agent in the tank 7 is uniform and the temperature sensor 13 present in the tank 7 SCR indicates a value representative of the overall state of the tank 7. If, for the reducing agent conventionally used bearing the name of AdBlue® and which is based on urea, the temperature sensor 13 indicates a temperature below -1 1 ° C is that the contents of the reservoir 7 SCR is at least partially frozen. Thanks to this information, the control command of the RCS system activates in this case the heating of the tank 7.
[0045] L'élément de chauffage 1 1 est activé en fonctionnement. Cet élément de chauffage 1 1 réchauffe la zone d'agent réducteur se trouvant dans son environnement. L'agent réducteur se réchauffe progressivement, en commençant par cette zone la plus proche de l'élément de chauffage 1 1 . The heating element 1 1 is activated in operation. This heating element 11 warms the reducing agent zone in its environment. The reducing agent heats up progressively, starting with this zone closest to the heating element 11.
[0046] Conformément au procédé d'estimation selon la présente invention, l'augmentation de la température résultant de ce chauffage de l'agent réducteur peut être suivie par le capteur de température 13 qui est disposé à proximité de l'élément de chauffage 1 1 . According to the estimation method according to the present invention, the increase in temperature resulting from this heating of the reducing agent can be followed by the temperature sensor 13 which is arranged near the heating element 1 1.
[0047] Lors d'une transformation infiniment longue, le changement d'état solide à liquide de l'agent réducteur se déroule à température constante et uniforme, c'est-à-dire que la portion d'agent réducteur liquide 21 se trouve à la même température que la portion d'agent réducteur solide 20. Ceci n'est cependant pas le cas d'un chauffage avec élément de chauffage 1 1 , du fait de la proximité d'une certaine quantité d'agent réducteur avec l'élément de chauffage 1 1 dont la température est bien supérieure à -1 1 °C. Cette quantité d'agent réducteur réchauffée et devenue liquide est rapidement plus chaude que la portion d'agent réducteur gelé 20 qui reste solide car trop éloigné de l'élément de chauffage 1 1 . During an infinitely long transformation, the change from solid to liquid state of the reducing agent takes place at constant and uniform temperature, that is to say that the portion of liquid reducing agent 21 is found at the same temperature as the solid reducing agent portion 20. However, this is not the case with a heating element with heating element 11, because of the proximity of a certain amount of reducing agent with the heating element 1 1 whose temperature is well above -1 1 ° C. This amount of reducing agent which has been heated and becomes liquid is rapidly hotter than the portion of frozen reducing agent which remains solid because it is too far from the heating element 11.
[0048] Selon la présente invention, comme on le voit notamment en regard des figures 3 et 5 prises en combinaison notamment avec les figures 2 et 4, le chauffage est séquentiellement interrompu et rétabli. Les vitesses de diminution et d'augmentation des températures mesurées pendant respectivement l'interruption et le rétablissement du chauffage sont corrélées au volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 en permettant une estimation dudit volume. According to the present invention, as seen particularly with reference to Figures 3 and 5 taken in combination in particular with Figures 2 and 4, the heating is sequentially interrupted and restored. The rates of decrease and increase of the temperatures measured during respectively the interruption and the re-establishment of the heating are correlated to the volume of liquid reducing agent 21 in the tank 7 by allowing an estimation of said volume.
[0049] Les interruptions permettent par exemple de protéger des composants du réservoir 7 RCS et la qualité de l'agent réducteur qui ne doit pas être soumis à un chauffage trop intensif. Le chauffage peut être coupé lorsque la température augmente au- dessus d'un certain seuil dit seuil de température maximale STmax. The interruptions allow for example to protect the components of the RCS tank 7 and the quality of the reducing agent which must not be subjected to too intensive heating. The heating may be cut off when the temperature rises above a certain threshold, said threshold of maximum temperature STmax.
[0050] Le chauffage étant coupé, l'agent réducteur liquide 21 se refroidit au contact de l'agent réducteur solide 20 qui lui, ne fond que très progressivement, par échange de chaleur entre agent réducteur liquide 21 et agent réducteur solide 20. Ainsi la température lue par le capteur de température 13 diminue, et en dessous d'un certain seuil, dit seuil de température minimale STmin, le chauffage peut être de nouveau rétabli. Heating being cut, the liquid reducing agent 21 cools in contact with the solid reducing agent 20 which, it melts only very gradually, by heat exchange between liquid reducing agent 21 and solid reducing agent 20. Thus the temperature read by the temperature sensor 13 decreases, and below a certain threshold, said minimum temperature threshold STmin, the heating can be restored again.
[0051 ] Aux figures 3 et 5, le seuil de température minimale STmin est compris entre -5°C et -10 °C, préférentiellement aux environs de -7°C è le seuil de température maximale STmax est compris entre -0 °C et -5°C, préférentiefcbment aux environs de -3°C, ce qui n'est pas limitatif. Ceci peut être séquentiellement reproduit, le chauffage restant activé par intermittence en étant interrompu au fur et à mesure que l'agent réducteur contenu dans le réservoir 7 RCS fond, comme le montre la courbe d'activation de chauffage CH+ avec des rectangles alors que la courbe avec des points représente les températures. [0052] Pour un fort volume d'agent réducteur liquide, comme montré à la figure 5, les durées de descente en température lors d'interruptions de chauffage sont plus longues que pour un faible volume d'agent réducteur liquide, comme montré à la figure 3, étant donné l'inertie thermique plus importante d'un fort volume d'agent réducteur liquide. Cela peut aussi être vrai pour une montée de température pendant une réactivation du chauffage. In Figures 3 and 5, the minimum temperature threshold STmin is between -5 ° C and -10 ° C, preferably around -7 ° C è the maximum temperature threshold STmax is between -0 ° C and -5.degree. C., preferably around -3.degree. C., which is not limiting. This can be sequentially reproduced, the heating remaining intermittently activated by being interrupted as the reducing agent contained in the RCS tank melts, as shown by the CH + heating activation curve with rectangles while the curve with dots represents the temperatures. For a large volume of liquid reducing agent, as shown in Figure 5, the times of lowering temperature during heating interruptions are longer than for a small volume of liquid reducing agent, as shown in FIG. Figure 3, given the greater thermal inertia of a large volume of liquid reducing agent. This can also be true for a rise in temperature during a reactivation of the heating.
[0053] En se référant à toutes les figures, il va maintenant être expliqué comment les vitesses de diminution et d'augmentation des températures mesurées sont corrélées au volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7. En effet, dans le cas où la température est au-dessus de la température de fusion de l'agent réducteur et lorsque le chauffage est « dynamique », c'est-à-dire lorsque la température augmente puis diminue rapidement avec donc une vitesse élevée, cela signifie que le volume d'agent réducteur liquide 21 est faible puisqu'il a une faible inertie thermique. Referring to all the figures, it will now be explained how the rates of decrease and increase of the measured temperatures are correlated to the volume of liquid reducing agent 21 in the tank 7. In fact, in the case where the temperature is above the melting temperature of the reducing agent and when the heating is "dynamic", that is to say when the temperature increases then decreases rapidly with a high speed, it means that the volume liquid reducing agent 21 is weak since it has a low thermal inertia.
[0054] A l'inverse, si la température augmente lentement lors d'un chauffage ou diminue lentement lors d'une interruption de chauffage, cela signifie qu'un grand volume d'agent réducteur liquide 21 est présent pour recevoir la chaleur de l'élément de chauffage 1 1 . Plus le volume dégelé d'agent réducteur est important, plus le signal de température lors de la phase de dégel sera peu dynamique donc avec une vitesse faible, et inversement. Il peut ainsi être procédé à une estimation du volume d'agent réducteur liquide 21 disponible lorsque la jauge 12 est inopérante, ce qui est dû à un réservoir 7 gelé. Conversely, if the temperature increases slowly during heating or decreases slowly during a heating interruption, it means that a large volume of liquid reducing agent 21 is present to receive the heat of the heat. heating element 1 1. The greater the thawed volume of reducing agent, the more the temperature signal during the thaw phase will be low dynamic so with a low speed, and vice versa. It is thus possible to estimate the volume of liquid reducing agent 21 available when the gauge 12 is inoperative, which is due to a frozen reservoir 7.
[0055] Dans ce mode du procédé, l'estimation d'une quantité d'agent réducteur sous forme liquide 21 est faite en fonction des durées d'interruption ou de rétablissement du chauffage entre les seuils de températures maximale et minimale STmax, STmin. Plus le chauffage dure, plus il y aura une plus grande quantité d'agent réducteur, et si cette quantité d'agent réducteur n'est pas utilisée dans le système RCS, les durées d'atteinte des seuils augmentent lors du rétablissement du chauffage ou de l'interruption du chauffage. In this mode of the method, the estimation of a quantity of reducing agent in liquid form 21 is made as a function of the periods of interruption or restoration of the heating between the thresholds of maximum and minimum temperatures STmax, STmin. The longer the heating lasts, the more there will be a larger amount of reducing agent, and if this amount of reducing agent is not used in the SCR system, the thresholding times increase when heating is restored or the interruption of heating.
[0056] Dans un mode de réalisation faisant partie de l'invention, il serait possible d'utiliser une seconde jauge située proche de l'élément de chauffage 1 1 et suffisamment petite pour pouvoir être dégelée aussi rapidement que la première portion d'agent réducteur permettant au système RCS de fonctionner. Cependant, l'inconvénient de ce mode est qu'il nécessite l'ajout d'une seconde jauge en tant que second capteur de niveau. [0057] Le volume d'agent réducteur sous forme liquide 21 dans le réservoir 7 peut être régulièrement estimé, ce qui est très avantageux pour la mise en œuvre d'un procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective qui va maintenant être décrit. [0058] Un autre aspect de la présente invention consiste à interrompre l'utilisation d'agent réducteur dans le système RCS et donc d'interrompre la dépollution en NOx, pendant certaines phases de dégel du réservoir 7 RCS de façon à conserver un volume minimal d'agent réducteur sous forme liquide 21 dans le réservoir 7 encore partiellement gelé. [0059] Ainsi l'agent réducteur liquide 21 transporte la chaleur jusqu'aux zones éloignées de l'élément de chauffage 1 1 et permet de dégeler l'ensemble du réservoir 7. Un plus grand volume d'agent réducteur est alors susceptible de se trouver à l'état liquide, particulièrement lors de roulages longs du véhicule, et la dépollution des oxydes d'azote par l'agent réducteur peut alors être assurée plus longtemps ou de façon plus efficace sans interruption pour manque d'agent réducteur liquide. In an embodiment forming part of the invention, it would be possible to use a second gauge located near the heating element 1 1 and small enough to be thawed as quickly as the first portion of agent reducer allowing the RCS system to function. However, the disadvantage of this mode is that it requires the addition of a second gauge as a second level sensor. The volume of reducing agent in liquid form 21 in the tank 7 can be regularly estimated, which is very advantageous for the implementation of a method of reducing the consumption of reducing agent in a reduction system catalytic selective which will now be described. Another aspect of the present invention is to interrupt the use of reducing agent in the RCS system and thus to interrupt the NOx decontamination, during certain thaw phases of the RCS tank 7 so as to maintain a minimum volume of reducing agent in liquid form 21 in the tank 7 still partially frozen. Thus the liquid reducing agent 21 transports the heat to the remote areas of the heating element 1 1 and thawed the entire tank 7. A larger volume of reducing agent is then likely to find in the liquid state, particularly during long runs of the vehicle, and the pollution of the nitrogen oxides by the reducing agent can then be ensured longer or more effectively without interruption for lack of liquid reducing agent.
[0060] Ainsi, selon l'état de la technique, après un certain temps de dégel, une demande de mise en pression du système RCS était appliquée et la pompe 14 dans la canalisation 4 aspirait l'agent réducteur dégelé afin de l'acheminer vers l'injecteur 8. Si cette mise en pression échouait par manque d'agent réducteur liquide, l'élément de chauffage 1 1 du réservoir 7 RCS pouvait alors être activé de nouveau pendant un certain temps avant de refaire une nouvelle tentative d'aspiration. Thus, according to the state of the art, after a certain thaw time, a pressurization request from the RCS system was applied and the pump 14 in the pipe 4 sucked the thawed reducing agent in order to convey it. to the injector 8. If this pressurization failed for lack of liquid reducing agent, the heating element 1 1 of the reservoir 7 RCS could then be activated again for a certain time before making another attempt to suction .
[0061 ] Ainsi, dans cet état de la technique, lorsque le système est prêt, c'est-à-dire lorsque l'agent réducteur est en pression au niveau de l'injecteur 8, la dépollution des oxydes d'azote commence. L'agent réducteur est alors pompé dans le réservoir 7 au fur et à mesure qu'il est injecté dans la canalisation 4 d'échappement en fonction de la quantité de NOx à traiter et sans restriction vis-à-vis du volume dégelé. L'agent réducteur sous forme liquide 21 peut donc être épuisé dans le réservoir 7 RCS. Il peut alors se créer une cavité 22 vide entre l'élément de chauffage 1 1 et l'agent réducteur contenu dans le réservoir 7, cet agent réducteur étant alors sous forme solide 20. Ceci est montré à la figure 6. Thus, in this state of the art, when the system is ready, that is to say when the reducing agent is under pressure at the injector 8, the pollution of the nitrogen oxides begins. The reducing agent is then pumped into the tank 7 as it is injected into the exhaust pipe 4 according to the amount of NOx to be treated and without restriction with respect to the thawed volume. The reducing agent in liquid form 21 can be exhausted in the tank 7 RCS. It is then possible to create an empty cavity 22 between the heating element 11 and the reducing agent contained in the tank 7, this reducing agent then being in solid form 20. This is shown in FIG.
[0062] En opposition avec cet état de la technique, comme il est montré aux figures 7 et 8 respectivement pour des faible et fort volumes d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS, le procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective selon la présente invention comprend les étapes suivantes, les trois premières étant communes avec celles de l'état de la technique. In contrast with this state of the art, as shown in Figures 7 and 8 respectively for low and high volumes of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 RCS, the method of limiting the consumption of agent reducer in a Selective catalytic reduction system according to the present invention comprises the following steps, the first three being common with those of the state of the art.
[0063] Dans la première étape du procédé de limitation selon la présente invention, au début du roulage du véhicule, si la température de l'agent réducteur dans le réservoir 7 est inférieure à un seuil qui est représentatif d'un agent réducteur gelé donc sous forme solide 20, le chauffage du réservoir 7 du système RCS est activé. In the first step of the limiting method according to the present invention, at the beginning of the rolling of the vehicle, if the temperature of the reducing agent in the tank 7 is below a threshold which is representative of a frozen reducing agent so in solid form 20, the heating of the reservoir 7 of the RCS system is activated.
[0064] Dans la deuxième étape, après un certain temps de dégel, une demande de mise en pression du système est appliquée et la pompe 14 aspire l'agent réducteur dégelé afin de l'acheminer vers l'injecteur 8. In the second step, after a certain thaw period, a system pressurization request is applied and the pump 14 sucks the thawed reducing agent in order to convey it to the injector 8.
[0065] Dans la troisième étape, si cette mise en pression échoue par manque d'agent réducteur liquide, l'élément de chauffage 1 1 du réservoir 7 peut être activé de nouveau pendant un certain temps avant de refaire une nouvelle tentative d'aspiration. In the third step, if this pressurization fails due to lack of liquid reducing agent, the heating element 1 1 of the tank 7 can be activated again for a certain time before making a new attempt to suction. .
[0066] Dans la quatrième étape, lorsque l'injecteur 8 du système RCS est apte à injecter une quantité d'agent réducteur sous pression dans le catalyseur 5 RCS, la dépollution des oxydes d'azote commence. Puis à partir de l'estimation du volume d'agent réducteur dégelé donc d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS, estimation qui peut être obtenue conformément au procédé d'estimation précédemment décrit et qui est mémorisée dans le contrôle commande du système RCS, le contrôle commande peut inhiber les injections de quantité d'agent réducteur dans le catalyseur 5 si le volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 est faible afin de conserver suffisamment de quantité d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7. In the fourth step, when the injector 8 of the SCR system is able to inject a quantity of reducing agent under pressure in the SCR 5 catalyst, the cleanup of the nitrogen oxides begins. Then from the estimation of the volume of thawed reducing agent and therefore of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 RCS, an estimate that can be obtained according to the estimation method previously described and which is stored in the system control system. SCR, the control can inhibit the amount of reducing agent in the catalyst if the volume of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 is low in order to maintain sufficient amount of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 .
[0067] Ainsi, en phase de dégel du réservoir 7 lors du chauffage par l'élément de chauffage 1 1 , le volume d'agent réducteur liquide 21 est estimé et contrôlé par le contrôle commande du système selon le procédé d'estimation conforme à la présente invention qui a été précédemment décrit. Thus, in the thaw phase of the reservoir 7 during heating by the heating element 1 1, the volume of liquid reducing agent 21 is estimated and controlled by the control system control according to the estimation method according to the present invention which has been previously described.
[0068] En se référant notamment aux figures 1 et 6 à 8, si le volume d'agent réducteur liquide 21 est trop faible au moment où la pompe 14 du système RCS doit être actionnée pour aspirer l'agent réducteur et mettre en pression la canalisation 4 jusqu'à l'injecteur 8 RCS, la demande d'activation de la pompe 14 est annulée. Inversement, si ce volume est suffisant au moment de la mise en pression, alors la pompe 14 est commandée sans restriction de fonctionnement. Ensuite, en cours de roulage, le volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS est toujours surveillé. Referring in particular to Figures 1 and 6 to 8, if the volume of liquid reducing agent 21 is too low at the moment when the pump 14 of the RCS system must be actuated to suck the reducing agent and put in pressure the line 4 to the injector 8 RCS, the request for activation of the pump 14 is canceled. Conversely, if this volume is sufficient at the time of pressurization, then the pump 14 is controlled without operating restriction. Then, during rolling, the volume of liquid reducing agent 21 in the tank 7 RCS is always monitored.
[0069] Si la consommation d'agent réducteur au titre de la dépollution en NOx fait baisser trop rapidement le volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS, alors il est procédé à l'interruption des injections de quantités d'agent réducteur dans le système RCS. Le chauffage du réservoir 7 étant maintenu, davantage d'agent réducteur encore gelé et donc sous forme solide 20 va fondre et devenir de l'agent réducteur liquide 21 . Ainsi, le volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS va augmenter et lorsqu'il dépasse un seuil minimal pour procéder à des injections, le procédé comprend l'étape de nouvelles injections d'agent réducteur hors du réservoir 7. If the consumption of reducing agent for the purpose of the NOx decontamination reduces the volume of liquid reducing agent 21 in the reservoir 7 RCS too rapidly, then the injections of quantities of agent are interrupted. reducer in the RCS system. Since the heating of the reservoir 7 is maintained, more reducing agent still frozen and thus in solid form will melt and become liquid reducing agent 21. Thus, the volume of liquid reducing agent 21 in the tank 7 RCS will increase and when it exceeds a minimum threshold for making injections, the method comprises the step of new injections of reducing agent out of the tank 7.
[0070] Le procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective intègre donc un procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide 21 tel que décrit précédemment. Quand il est estimé un volume d'agent réducteur sous forme liquide 21 dans le réservoir 7 inférieur à un volume minimal, une aspiration d'agent réducteur hors du réservoir 7 dans le reste du système RCS est suspendue afin qu'au moins un volume minimal d'agent réducteur liquide 21 soit toujours conservé dans le réservoir 7. The method for limiting the consumption of reducing agent in a selective catalytic reduction system therefore incorporates a method of estimating a volume of reducing agent in liquid form 21 as described above. When it is estimated that a volume of reducing agent in liquid form 21 in the tank 7 is less than a minimum volume, a suction of reducing agent out of the tank 7 in the rest of the RCS system is suspended so that at least a minimum volume liquid reducing agent 21 is always kept in the tank 7.
[0071 ] Ce volume minimal d'agent réducteur peut correspondre à un volume d'agent réducteur liquide 21 juste suffisant pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans le système de réduction catalytique sélective sous une pression d'injection prédéterminée ou peut aussi correspondre à un volume minimal pour ne pas créer une cavité 22 autour de l'élément de chauffage 1 1 dans le réservoir 7 RCS. Ainsi, il est possible de conserver un volume d'agent réducteur liquide 21 dans le réservoir 7 RCS partiellement gelé avant de l'utiliser pour la dépollution des NOx. [0072] La création d'une cavité 22 au sein du réservoir 7 RCS contenant un agent réducteur au moins partiellement gelé, ce que veut précisément éviter le procédé de limitation de la présente invention principalement quand le volume d'agent réducteur liquide 21 est faible dans le réservoir 7 RCS, entraîne des alertes au tableau de bord du véhicule, comme par exemple un voyant allumé et/ou une alerte sonore, etc. [0073] En effet, le système RCS n'étant plus capable d'aspirer l'agent réducteur, la dépollution n'est plus du tout assurée. Dans ce cas, la réglementation oblige le conducteur à faire réparer son véhicule. L'intérêt de la présente invention est donc d'éviter ces retours non justifiés de tels véhicules automobiles en concession. [0074] La mise en ordre de marche du système RCS à -20 °C dans un temps minimal est une exigence réglementaire. La présente invention permet de satisfaire cette exigence tout en évitant des retours de véhicules non justifiés en concession, ce qui améliore l'image de marque des véhicules embarquant dans leur contrôle commande les procédés selon la présente invention. This minimum volume of reducing agent may correspond to a volume of liquid reducing agent 21 just sufficient to provide an amount of reducing agent injected into the selective catalytic reduction system under a predetermined injection pressure or may also correspond at a minimum volume not to create a cavity 22 around the heating element 1 1 in the reservoir 7 RCS. Thus, it is possible to maintain a volume of liquid reducing agent 21 in the partially frozen reservoir 7 RCS before using it for the NO x decontamination. The creation of a cavity 22 within the reservoir 7 RCS containing a reducing agent at least partially frozen, which precisely wants to avoid the limitation process of the present invention mainly when the volume of liquid reducing agent 21 is low in the tank RCS 7, causes alerts to the dashboard of the vehicle, such as a light on and / or an audible alert, etc. Indeed, the RCS system is no longer able to suck the reducing agent, pollution is no longer assured at all. In this case, the regulation obliges the driver to have his vehicle repaired. The advantage of the present invention is therefore to avoid these unjustified returns of such motor vehicles in concession. The ordering of the RCS system at -20 ° C in a minimum time is a regulatory requirement. The present invention makes it possible to satisfy this requirement while avoiding unjustified vehicle returns under concession, which improves the brand image of the vehicles carrying in their control the processes according to the present invention.
[0075] A la figure 8, dans le cadre du procédé de limitation selon l'invention, il peut se créer temporairement une cavité 22 à proximité de l'élément de chauffage 1 1 . Mais comme cette cavité 22 est associée à un volume d'agent réducteur liquide 21 relativement important les désavantages précédemment mentionnés ne sont plus effectifs et le réchauffement de l'agent réducteur sous forme solide 20 restant dans le réservoir s'effectue progressivement. In FIG. 8, in the context of the limiting method according to the invention, a cavity 22 can be created temporarily in the vicinity of the heating element 11. However, since this cavity 22 is associated with a relatively large volume of liquid reducing agent 21, the aforementioned disadvantages are no longer effective and the heating of the reducing agent in solid form remaining in the reservoir is progressively carried out.
[0076] L'invention concerne aussi un système de réduction catalytique sélective comprenant un contrôle commande pilotant le fonctionnement du système et un réservoir 7 d'agent réducteur faisant partie du système. Pour effectuer le chauffage de l'agent réducteur contenu dans le réservoir 7, celui-ci comprend en son intérieur un élément de chauffage 1 1 pour l'agent réducteur quand celui-ci est au moins partiellement gelé. The invention also relates to a selective catalytic reduction system comprising a control control controlling the operation of the system and a reservoir 7 of reducing agent forming part of the system. To effect the heating of the reducing agent contained in the tank 7, the latter comprises in its interior a heating element 11 for the reducing agent when the latter is at least partially frozen.
[0077] Le réservoir 7 comprend aussi un capteur de température 13 mesurant la température de l'agent réducteur contenu dans le réservoir 7. Le capteur de température 13 transmet ses mesures de température au contrôle commande pilotant l'élément de chauffage 1 1 selon les mesures de température en comportant des moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage 1 1 . The tank 7 also comprises a temperature sensor 13 measuring the temperature of the reducing agent contained in the tank 7. The temperature sensor 13 transmits its temperature measurements to the control control controlling the heating element 1 1 according to the temperature measurements comprising means for activating, interrupting and reactivating the heating element 11.
[0078] Ces moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage 1 1 servent à mettre en œuvre le procédé d'estimation d'un agent réducteur dans un réservoir 7 tel que décrit précédemment. Le capteur de température 13 est disposé à proximité de l'élément de chauffage 1 1 dans le réservoir 7 afin de connaître la température du volume d'agent réducteur qui est devenu liquide par chauffage. These means of activation, interruption and recovery in activity of the heating element 1 1 serve to implement the method of estimating a reducing agent in a tank 7 as described above. The temperature sensor 13 is disposed near the heating element 11 in the tank 7 in order to know the temperature of the reducing agent volume which has become liquid by heating.
[0079] Le contrôle commande peut comprendre des moyens de mémorisation d'une température initiale Tini pour laquelle l'élément de chauffage 1 1 est activé, un seuil de température maximale STmax pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage 1 1 est interrompu, et un seuil de température minimale STmin pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage 1 1 est rétabli en activité. [0080] Comme précédemment mentionné, le système comprend une canalisation 4 reliant le réservoir 7 à un injecteur 8 délivrant une quantité d'agent réducteur sous pression dans un catalyseur 5 de réduction ou catalyseur RCS et une pompe 14 aspirant une quantité d'agent réducteur liquide 21 calculée par le contrôle commande du réservoir 7 vers l'injecteur 8. Le contrôle commande pilote la pompe 14 en l'activant et en suspendant son activation quand le volume d'agent réducteur liquide 21 disponible dans le réservoir 7 est inférieure à un volume minimal d'agent réducteur qui a été estimé comme juste suffisant pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans la canalisation 4 entre réservoir 7 et injecteur 8 qui soit sous une pression d'injection supérieure à la pression d'injection minimale mise en mémoire dans le contrôle commande. The control command may comprise means for storing an initial temperature Tini for which the heating element 1 1 is activated, a maximum temperature threshold STmax for which the operation of the heating element 1 1 is interrupted. , and a minimum temperature threshold STmin for which the operation of the heating element 11 is restored to activity. As previously mentioned, the system comprises a pipe 4 connecting the reservoir 7 to an injector 8 delivering a quantity of reducing agent under pressure in a reduction catalyst or SCR catalyst and a pump 14 sucking up a quantity of reducing agent liquid 21 calculated by the control command of the tank 7 to the injector 8. The control control the pump 14 by activating it and suspending its activation when the volume of liquid reducing agent 21 available in the reservoir 7 is less than one minimum volume of reducing agent that has been estimated as just sufficient to provide a quantity of reducing agent injected into line 4 between reservoir 7 and injector 8 which is under an injection pressure greater than the minimum injection pressure set memory in the control command.
[0081 ] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. The invention is not limited to the described and illustrated embodiments which have been given only as examples.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) dans un réservoir (7) d'un système de réduction catalytique sélective, l'agent réducteur ayant au moins partiellement gelé (20), dans lequel il est procédé à des mesures de température, notamment à intervalles réguliers, dans le réservoir (7) et à un chauffage de l'agent réducteur dès qu'une mesure de température initiale (Tini) est représentative d'un agent réducteur ayant au moins partiellement gelé (20), le chauffage étant séquentiellement interrompu et rétabli, les vitesses de diminution et d'augmentation des températures mesurées pendant respectivement l'interruption et le rétablissement du chauffage étant corrélées au volume d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) dans le réservoir (7) en permettant une estimation dudit volume. A method of estimating a volume of reducing agent in liquid form (21) in a tank (7) of a selective catalytic reduction system, the at least partially frozen reducing agent (20), wherein temperature measurements, in particular at regular intervals, are carried out in the tank (7) and heating of the reducing agent as soon as an initial temperature measurement (Tini) is representative of a reducing agent having at least partially frozen (20), the heating being sequentially interrupted and restored, the rates of decrease and increase of temperatures measured during respectively the interruption and the restoration of heating being correlated with the volume of reducing agent in liquid form (21) in the reservoir (7) allowing an estimation of said volume.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le chauffage est interrompu quand un seuil de température maximale (STmax) est atteint tandis que le chauffage est rétabli quand un seuil de température minimale (STmin) est atteint. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, pour un agent réducteur à base d'urée, la température initiale (Tini) est d'environ -1 1 °C, le seuil de température maximale (STmax) est compris entre -5°C et 0 °C, préférentiéement -3°C, et le seuil de température minimale (STmin) est compris entre -10°C et -5°C, préférentiellement -7°C. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'estimation d'une quantité d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) est faite en fonction des durées d'interruption ou de rétablissement du chauffage entre les seuils de températures maximale et minimale (STmax, STmin). The method of claim 1, wherein the heating is interrupted when a maximum temperature threshold (STmax) is reached while heating is restored when a minimum temperature threshold (STmin) is reached. 3. Method according to claim 2, wherein, for a urea reducing agent, the initial temperature (Tini) is about -1 1 ° C, the maximum temperature threshold (STmax) is between -5 ° C and 0 ° C, preferably -3 ° C, and the minimum temperature threshold (STmin) is between -10 ° C and -5 ° C, preferably -7 ° C. The method according to claim 2 or 3, wherein the estimation of a quantity of reducing agent in liquid form (21) is made as a function of the periods of interruption or restoration of the heating between the maximum temperature thresholds and minimum (STmax, STmin).
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le volume d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) dans le réservoir (7) est régulièrement estimé. Procédé de limitation de la consommation d'agent réducteur dans un système de réduction catalytique sélective, lequel intègre un procédé d'estimation d'un volume d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, quand il est estimé un volume d'agent réducteur sous forme liquide (21 ) dans le réservoir (7) inférieur à un volume minimal, une aspiration d'agent réducteur hors du réservoir (7) dans le reste du système est suspendue afin qu'au moins un volume minimal d'agent réducteur liquide (21 ) soit toujours conservé dans le réservoir (7). A process according to any one of the preceding claims, wherein the volume of liquid reducing agent (21) in the reservoir (7) is regularly estimated. A method of reducing the reducing agent consumption in a selective catalytic reduction system, which incorporates a method for estimating a volume of liquid reducing agent (21) according to any one of the preceding claims, characterized in when it is estimated that a volume of liquid reducing agent (21) in the reservoir (7) is smaller than a minimum volume, a suction of reducing agent out of the reservoir (7) in the rest of the system is suspended so that at least a minimum volume of liquid reducing agent (21) is always stored in the reservoir (7).
Procédé selon la revendication 6, dans lequel le volume minimal d'agent réducteur liquide correspond à un volume d'agent réducteur liquide (21 ) juste suffisant soit pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans le système de réduction catalytique sélective sous une pression d'injection prédéterminée ou soit pour ne pas créer une cavité (22) autour d'un élément de chauffage (1 1 ) dans le réservoir (7). The process according to claim 6, wherein the minimum volume of liquid reducing agent is a volume of liquid reducing agent (21) just sufficient to provide a quantity of reducing agent injected into the selective catalytic reduction system under a pressure predetermined injection or to not create a cavity (22) around a heating element (1 1) in the reservoir (7).
Système de réduction catalytique sélective comprenant un contrôle commande pilotant le fonctionnement du système et un réservoir (7) d'agent réducteur comprenant en son intérieur un élément de chauffage (1 1 ) pour l'agent réducteur quand celui-ci est au moins partiellement gelé et un capteur de température (13) mesurant la température de l'agent réducteur contenu dans le réservoir (7), le capteur de température (13) transmettant ses mesures de température au contrôle commande pilotant l'élément de chauffage (1 1 ) selon les mesures de température en comportant des moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage (1 1 ), caractérisé en ce que les moyens d'activation, d'interruption et de rétablissement en activité de l'élément de chauffage (1 1 ) sont mis en œuvre conformément à un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le capteur de température (13) étant disposé à proximité de l'élément de chauffage (1 1 ) dans le réservoir (7). Selective catalytic reduction system comprising a control control controlling the operation of the system and a reservoir (7) of reducing agent comprising inside a heating element (1 1) for the reducing agent when it is at least partially frozen and a temperature sensor (13) measuring the temperature of the reducing agent contained in the tank (7), the temperature sensor (13) transmitting its temperature measurements to the control control controlling the heating element (1 1) according to the temperature measurements comprising means for activating, interrupting and reactivating the heating element (1 1) in activity, characterized in that the means for activating, interrupting and reactivating the heating element (1 1) is implemented according to a method according to any one of claims 1 to 5, the temperature sensor (13) being arranged close to the heating element (1 1) in the tank (7).
Système selon la revendication 8, dans lequel le contrôle commande comprend des moyens de mémorisation d'une température initiale (Tini) pour laquelle l'élément de chauffage (1 1 ) est activé, un seuil de température maximale (STmax) pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage (1 1 ) est interrompu et un seuil de température minimale (STmin) pour lequel le fonctionnement de l'élément de chauffage (1 1 ) est rétabli. System according to claim 8, wherein the control control comprises means for storing an initial temperature (Tini) for which the heating element (1 1) is activated, a maximum temperature threshold (STmax) for which the operation of the heating element (1 1) is interrupted and a minimum temperature threshold (STmin) for which the operation of the heating element (1 1) is restored.
10. Système selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, lequel comprend une canalisation (4) reliant le réservoir (7) à un injecteur (8) délivrant une quantité d'agent réducteur sous pression dans un catalyseur (5) de réduction et une pompe (14) aspirant une quantité d'agent réducteur liquide (21 ), calculée par le contrôle commande, du réservoir (7) vers l'injecteur (8), le contrôle commande commandant la pompe (14) en l'activant et en suspendant son activation quand le volume d'agent réducteur liquide (21 ) disponible dans le réservoir (7) est inférieur à un volume minimal d'agent réducteur liquide calculé par le contrôle commande comme juste suffisant pour fournir une quantité d'agent réducteur injectée dans la canalisation (4) entre réservoir (7) et injecteur (8) qui soit sous une pression d'injection supérieure à la pression d'injection minimale mise en mémoire dans le contrôle commande. 10. System according to any one of claims 8 or 9, which comprises a pipe (4) connecting the reservoir (7) to an injector (8) delivering a quantity of reducing agent under pressure in a reduction catalyst (5). and a pump (14) sucking a quantity of liquid reducing agent (21), calculated by the control command, from the tank (7) to the injector (8), the control command controlling the pump (14) by activating it and suspending its activation when the volume of liquid reducing agent (21) available in the reservoir (7) is less than a minimum volume of liquid reducing agent calculated by the control as just sufficient to provide a quantity of reducing agent injected into the pipe (4) between reservoir (7) and injector (8) which is under an injection pressure greater than the minimum injection pressure stored in the control.
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