Brevet FR2834004A1 — publié le 20030627

entre 5 et 10 , de prétérence de l'ordre de 7 . L'invention concerne un dispositif embarqué d'alimentation en additif pour carDurant d'un véhicule automobile. Les gaz d'échappement issus d'un véhicule, notamment un véhicule à moteur diesel utilisant du gazole comme carburant, renferment un certain nombre de polluants dont des particules de suie. L'évolution des normes antipollution appliquées à ce type de moteur impose l'élimination quasicomplète de ces particules de suie dans les gaz d'échappement. Cette élimination s'effectue généralement à l'aide d'un filtre à particules qui a tendance à se colmater progressivement, au cours du fonctionnement du moteur, du fait de la présence de ces particules. Afin de nettoyer ce filtre, il est nécessaire de bruler ces suies. A cet effet, on ajoute aux carburants, divers additifs tels que des composés organo-métalliques, servant de catalyseurs de combustion pour ces particules de suie. Généralement, ces additifs sont mélangés au carburant lors du processus industriel d'obtention du carburant, dans les usines pétrolières productrices. Il a également été envisagé plus récemment de prévoir à l'intérieur du véhicule automobile, outre un réservoir de carburant, un réservoir d'additif distinct, ainsi que divers dispositifs permettant l'introduction d'une quantité dosoe de cet 2 0 additif, à l' intérieur du réservoir de c arburant. De tel s di spo sitifs ont pour fonction de contrôler la quantité d'additif ajoutée et de l'adapter en fonction du niveau de charge du moteur ou de la température des gaz d'échappement. On connat ainsi d'après le document FR 2 718 795 de la demanderesse, un dispositif d'alimentation en carturant pour véhicule automobile comportant des moyens d'introduction d'additif à l'intérieur du carburant. L' installation décrite dans ce document comprend d'une part, un réservoir de carburant, muni de façon classique d' un module d' aspiration conçu pour diriger ledit carburànt vers son lieu d'utilisation et d' autre part, un réservoir d' additif muni intérieurement d'un module d' aspiration, relié par un conduit d' introduction, à un injecteur. Ce dernier est monté sur la paroi supérieure du réservoir de carburant et permet d'y injecter directement l'additif. En outre, I'additif dirigé en excès vers l'injecteur est récupéré dans un conduit de retour pourvu dinn régulateur de pression. Le document EP-O 488 831 décrit une installation comprenant d'une part, une pompe d'injection de carburant à l'intérieur des cylindres d'un moteur, reliée à un réservoir de carburant par une conduite d'aspiration et d'autre part, un injecteur d'additif relié à un réservoir d'additif et à un bo^itier électronique de commande. L'injecteur permet l'injection d'additif directement dans ladite conduite d' aspirati on, en foncti on du nive au de charge du moteur. Toutefois, la nécessité d'avoir un injecteur, son alimentation électrique et parfois même un conduit de retour pour l'additif rend complexe le dispositif d ' introduction d' additif. En outre, la multiplication du nombre de pièces augmente les risques de dysfonctionnement. Afin de résoudre ce problème, on connâît d'après l'art antérieur, des dispositifs n'utilisant plus d'injecteur. Ainsi, le docoment US 4 621 593 décrit une installation comprenant un réservoir d'additif relié à un réservoir de carburant par une canalisation sur laquelle est montée une pompe électrique. Cette pompe électrique permet l'introduction d'une quantité mesurée d'additif, directement dans le réservoir de carburant. Elle est actionnce par une unité de commande asservie à une jauge du réservoir de carDurant. Le document DE 3626419 décrit une installation similaire si ce n'est que la pompe déverse l'additif dans un tuyau d'alimentation du réservoir de carburant. Enfin, dans le document EP 0 269 228, la pompe déverse 1'additif dans la canalisation de retour du carburant permettant de ramener le carburant en excès du moteur, vers le réservoir de carburant. Ces dispositifs de l'art antérieur nécessitent de disposer d'une place suffisante pour installer la pompe de dosage de l'additif. La solution consistant à placer cette pompe à 1'intérieur du réservoir d'additif peut parfois s'avérer problématique en raison de la forme de ce réservoir et de l'encombrement de la pompe ou en raison de l'agressivité chimique des additifs à l'encontre des composants de la pompe ou de ses moyens de connexion électrique. Enfin, parfois, la nature du matériau utilisé pour la réalisation du réservoir d'additif ne permet pas la soudure d'une embase supportant la pompe doseuse. L' i nventi on a pour but de ré soudre les inconvéni ents préc ités. A cet effet, I'invention concerne un dispositif d'alimentation en additif pour carburant, embarqué à l'intérieur d'un véhicule automobile, comprenant un réservoir d'additif et une pompe doseuse susceptible d'aspirer une quantité contrôlée d'additif depuis ce réservoir, sous 1'action de moyens de commande, pour la délivrer dans le carburant dudit véhicule. Ce dispositif est remarquable en ce que ladite pompe doseuse est intégrée dans un module de puisage de carburant, disposé à l'intérieur d'un réservoir de carburant du véhicule. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de l'invention: - la pompe doseuse est montée dans le module de puisage de façon amovible; - la pompe doseuse est montée dans le module de puisage de façon à être en suspension, - la pompe doseuse délivre l'additif à l'intérieur du bol de réserve du module de puisage de carburant; - la pompe doseuse délivre l'additif dans un conduit de retour ramenant l'excès de carburant non utilisé dans le moteur vers le réservoir de carburant; -la pompe doseuse délivre l'additif directement à l'intérieur du réservoir de carturant; -la sortie de la pompe doseuse est munie d'un tube d'éloignement destiné à délivrer l'additif à l'intérieur du réservoir de carDurant et à l'éloigner dudit module de puisage; -la sortie de la pompe doseuse est munie d'un ajutage destiné à propulser l'additif à l'intérieur du réservoir de carburant et à l'éloigner dudit module de puisage; - le réservoir d'additif est disposé au-dessus de la pompe doseuse; - l'orifice de sortie du réservoir d'additif situé à la base dudit réservoir est muni d'un clapet anti-écoulement; D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Cette description est établie en faisant rétérence aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de l'architecture générale d'un dispositif embarqué d'alimentation en additif pour carburant, conforme à la présente invention, et -les figures 2 et 3 sont des vues schématiques et partielles de la figure l illustrant deux variantes d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'alimentation selon l'invention. Sur la figure 1, on observe sous la référence générale 1, un réservoir de carburant contenant un module 2 de puisage du carturant (ou un module combiné de puisage et de jaugeage). Ce module est adapté pour diriger le carburant vers son lieu d'utilisation, c'est à dire d'une manière générale, le moteur 3. Enfin, il est également prévu un réservoir d'additif portant la référence 4 et alimentant une pompe doseuse 5 permettant d'introduire l'additif dans le carburant. Cette pompe doseuse est pilotée par des moyens de commande 6. Ces différents éléments vont maintenant être décrits plus en détail. Le réservoir de carburant 1 présente un fond l O et une paroi supérieure 11. Le module de puisage 2 du carturant présente une embase 20 de fixation dece module sur l'une des parois du réservoir de carburant 1, généralement sa paroi supérieure 11. Cette embase 20 comprend deux tubulures ou pipettes 200, 201 pour la fixation de conduits, comme cela sera décrit ultérieurement. Le module de puisage 2 comprend en outre des moyens d'aspiration constitués par exemple d'une pompe 21 à commande électrique, conçue pour puiser le carburant à l'intérieur d'un bol de réserve 22 et le diriger vers le moteur 3, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation. Ce conduit d'alimentation comprend deux tronçons 23 et 23' reliant respectivement la sortie de la pompe 21 à l'extrémité intérieure de la tubulure 201 et l'extrémité extérieure de la tubulure 201 au moteur L'extrémité d'aspiration de la pompe 21 est généralement munie d'un filtre ou crépine 24 disposé à l'intérieur du bol de réserve 22. Un filtre fin est généralement prévu en outre en amont et en aval de la pompe 21. Le carburant en excès non utilisé dans le moteur 3 est ramené soit vers le réservoir de carburant 1, soit dans le bol de réserve 2, par un conduit de retour 25. Le module de puisage 2 peut également comprendre des moyens de jaugeage non représentés sur la figure 1 et comprenant d'une manière générale un ensemble à flotteur conçu pour suivre le niveau de carburant à l'intérieur du réservoir 1. Le flotteur est associé à un curseur guidé à déplacement sur une piste résistive afin de générer une information de sortie représentative du niveau et/ou du volume de carburant à l'intérieur du réservoir de carburant 1. Ces moyens de jaugeage et le module de puisage peuvent faire l'objet de nombreuses variantes connues de l'homme de l'art et ne seront pas décrites plus en détail ultérieurement. Le réservoir d'additif 4 présente un fond 40, une paroi supérieure référencée 41 et une paroi latérale 42. Il est de préférence muni de moyens de s jaugeage aptes à indiquer le niveau d'additif dans ce réservoir, au moins détecter un niveau minimal, par exemple à base d'une thermi stance. Ce réservoir d' additif 4 permet l'alimentation de la pompe doseuse 5. A cet effet, un premier orifice 400, dit " oriÈce de sortie " est ménagé dans le fond 40 du réservoir d'additif. Il est relié par un premier tronçon de conduit 43 à la tubulure 200, puis 1'extrémité intérieure de cette tubulure 200 est reliée par un second tronçon de conduit 43' à 1'entrée 50 de la pompe 5. Le réservoir d'additif 4 comprend en outre un deuxième orifice 44 constituant un orifice de vidange et de dégazage, susceptible d'étre obturé par un lO bouchon 440 et un troisième orifice 45 de remplissage et de mise à 1'air du réservoir 4. Le deuxième orifice 44 est d'un diamètre interne suffisant pour permettre la vidange du réservoir d'additif sans avoir à démonter celui-ci. La vidange permet d'enlever d'additif vieilli. En pratique, il est d'un diamètre supérieur à 10 mm. Cet orifice 44 est prévu dans la partie supérieure du réservoir 4, c'est à dire sur la paroi supérieure 41 ou, comme représenté sur la figure 1, à l'intersection de la paroi supérieure 41 et de la paroi latérale 42. La position de cet orifice 44 permet d'éviter la vidange du réservoir pendant une utilisation normale du véhicule, en cas de fuite sur le bouchon 440. Enfin, cet orifice de vidange 44 est situé à une hauteur H sur le côté du réservoir ou lorsqu'il est prévu sur la paroi supérieure 41 est muni d'un tube plongeur s'étendant vers le bas jusqu'à la hauteur H. ce qui permet de garantir que le niveau d'additif ne dépassera pas la cote H lors du remplissage du réservoir 4 et qu' il existera un certain volume d' expansion. Ce deuxième orifice 44 permet 1'introduction d'un tube de vidange à l'intérieur du réservoir 4. Lorsque cet orifice n'est pas directement accessible, il peut être équipé d'un tuyau de guidage permettant l'introduction dudit tube de vidange. Cet orifice 44 permet en outre le dégazage du réservoir 4 durant l'opération du remplissage, avec l'avantage que le diamètre de grande dimension (supérieur à 10 mm) permet d'évacuer la mousse qui pourrait se former lors d'un remplissage très rapide. Ce remplissage est effectué par l'orifice 45 muni d'un tuyau 450. En utilisation normale du véhicule, le tuyau de dégazage 45 peut être laissé libre, ou raccordé à un clapet, ou à un autre organe du véhicule, permettant de récupérer les vapeurs de carburant. Le réservoir d'additif 4 peut ainsi être vidangé ou rempli d'additif sans dépasser la cote H. et sans démontage. Enfin, de préférence, l'orifice de sortie 400 est muni d'un clapet anti- écoulement 46 ayant pour fonction d'éviter la fuite de 1'additif présent dans le réservoir 4, en cas de rupture du conduit 43. La pompe doseuse 5 est intogrée dans le module de puisage 2 du carburant. Cette pompe doseuse 5 est montée dans ce module de façon à être démontable ou amovible et à permettre son remplacement aisé en cas de panne. Elle est fixée dans ce module de puisage par tout moyen de fixation approprié assurant éventuellement sa suspension de manière élastique pour éviter la transmission de vibrations ou autres efforts de la pompe 5 vers le module de puisage, et inversements. La pompe doseuse 5 est. par exemple une pompe électrique dont l'alimentation n'est pas représentée sur les figures à des fins de simplification. Il s'agit de préférence d'une pompe volumétrique susceptible de délivrer un volume constant d'additif à chaque cycle de pompage. A titre d'exemple, il peut s'agir d'une pompe ayant une cylindrée unitaire de 8 mm3. Cette pompe doseuse 5 est pilotée par des moyens de commande 6. Ceux-ci sont généralement constitués d'un boîtier électronique de commande. Celui-ci recoit des informations de différents capteurs, par exemple, un capteur indiquant le niveau minimal dans le réservoir d'additif, la jauge de niveau du module de puisage et de jaugeage 2, des capteurs de température ou un contact de détection de l'ouverture de la trappe de remplissage du réservoir de carburant 1. Sur la base de ces informations, les moyens de commande déclencheront le fonctionnement de la pompe 5 et la délivrance correspondante d'un volume donné d'additif. De facon avantageuse, le réservoir d'additif 4 est disposé à une hauteur supérieure à celle du réservoir de carburant 1 et de la pompe doseuse 5. En d' autres termes, le réservoir d' additif 4 est placé au dessus, ou sensiblement au dessus, de la pompe doseuse 5. Ceci permet de bénéficier de la hauteur de la colonne d'additif dans le conduit 43, 43' pour favoriser 1'amorçage de la pompe 5. Ceci permet également de supprimer les pertes de charge à la sortie de ladite pompe doseuse. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la sortie 51 de la pompe 5 débouche à 1'intérieur du bol de réserve 22. Selon un deuxième mode de réalisation de l' invention illustré sur les figures 2 et 3, la pompe doseuse 5 délivre 1'additif directement à l'intérieur du réservoir de carburant 1. Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation, représentée sur la figure 2, la sortie 51 de la pompe doseuse 5 est munie d'un tube d'éloignement 52 destiné à délivrer l'additif dans le réservoir de carburant 1, tout en évitant qu'il ne s'écoule directement dans le bol de réserve 22. Ainsi, l'additif délivré n'est pas immédiatement aspiré et brûlé dans le moteur 3. Selon une seconde variante représentée sur la figure 3, la sortie 51 de lO la pompe doseuse 5 est munie d'un ajutage ou gicleur 53 permettant de propulser l'additif à l'intérieur du réservoir de carDurant 1, en évitant comme précédemment qu'il ne s'écoule dans le bol de réserve 22. A titre d'exemple, un ajutage inférieur à 0,5 millimètres de diamètre permet de propulser l'additif à une distance d'une vingtaine de centimètres du bol de réserve. Selon un troisième mode de réalisation non représenté sur les figures, la sortie 51 de la pompe 5 peut également être relice au conduit de retour 25. Ce mode de réalisation s'applique plus particulièrement à un réservoir à plusieurs poches, et le conduit de retour 25 peut alors permettre l' introduction d' additif dans une poche du réservoir distincte de celle contenant le module de puisage 2. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conforme à son esprit. Selon les représentations données sur les figures 1 à 3, le réservoir d'additif 4 est placé à l'extérieur du réservoir de carburant 1 et au dessus de celui-ci. En variante le réservoir d'additif 4 peut être placé à l'extérieur du réservoir de carburant l, mais à côté de celui-ci, ou encore à l'intérieur du réservoir de carburant 1. R E V E N DIC A TIO N S 1. Dispositif d'alimentation en additif pour carburant, embarqué à l'intérieur d'un véhicule automobile, comprenant un réservoir d'additif (4) et une pompe doseuse (5) susceptible d'aspirer une quantité contrôlée d'additif depuis ce réservoir, sous l'action de moyens de commande (6), pour la délivrer dans le carburant dudit véhicule, caractérisé par le fait que ladite pompe doseuse (S) est intégrée dans un module de puisage (2) de carburant, disposé à l'intérieur d'un réservoir de carburant (1) du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite pompe doseuse (5) est montée dans le module de puisage (2) de façon amovible. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite pompe doseuse (5) est montée dans le module de puisage (2) de façon à être en suspension. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pompe doseuse (5) délivre l'additif à 1'intérieur du bol de réserve (22) du module de puisage (2) de carburant. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pompe doseuse (5) délivre l'additif dans un conduit de retour (25) ramenant l'excès de carburant non utilisé dans le moteur (3) vers ledit réservoir de carburant (1). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pompe doseuse (5) délivre 1'additif directement à 1'intérieur du réservoir de carburant (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie (52) de ladite pompe doseuse (5) est munie d'un tube d'éloignement (52) destiné à délivrer l' additif à l' intérieur du réservoir de carDurant et à l' éloigner dudit module de puisage (2). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie (52) de ladite pompe doseuse (5) est munie d'un ajutage (53) destiné à propulser l' additif à l ' intérieur du réservoir de carburant et à l' éloigner dudit module de puisage (2). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le réservoir d'additif (4) est disposé au-dessus de ladite pompe doseuse (5). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (400) du réservoir d'additif (4), situé à la base dudit réservoir, est muni d'un clapet anti-écoulement (46). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le réservoir d'additif (4) présente dans sa partie supérieure, un orifice de vidange et de dégazage (44) d'un diamètre supérieur à 10mm et un orifice de