Brevet FR2848267A1 — publié le 20040611

La présente invention concerne un système d'injection d'une quantité calibrée d'additif dans le carburant destiné à un moteur de véhicule automobile. Il existe déjà dans l'état de la technique, des systèmes d'injection de ce type qui utilisent des pompes doseuses qui permettent d'assurer le raccor5 dement entre un réservoir d'additif et un réservoir de carburant, pour injecter dans ce carburant une quantité calibrée d'additif en fonction de la quantité de carburant par exemple ajoutée dans le réservoir de carburant, à la suite d'une opération de réapprovisionnement de celui-ci. Des additifs de ce type sont par exemple utilisés dans les véhicules à 10 moteur Diesel équipé d'un filtre à particules. L'additif est alors destiné à se mélanger aux particules afin d'abaisser la température de déclenchement de la combustion de ces particules en vue de la régénération de ce filtre à particules. On conçoit cependant que les structures actuelles à base de pompes doseuses présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau 15 de leur encombrement, de leur poids, de leur complexité, de leur fiabilité et de leur cot. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'injection d'une quantité calibrée d'additif dans un carburant destiné à un moteur de véhicule automo20 bile, dans lequel l'additif et le carburant sont stockés dans des réservoirs correspondants, reliés par des moyens de raccordement associés à des moyens de dosage de la quantité d'additif injectée, caractérisé en ce que le réservoir d'additif est placé à un niveau supérieur à celui du réservoir de carburant et en ce que les moyens de raccordement et de dosage comprennent des moyens d'écoulement 25 de l'additif par gravité entre les réservoirs. Suivant d'autres caractéristiques - le réservoir d'additif est placé audessus du réservoir de carburant; - les moyens de raccordement et de dosage comprennent une membrane à porosité contrôlée, associée à une vanne dont le fonctionnement est 30 contrôlé par un calculateur; - les moyens de raccordement et de dosage comprennent une vanne associée à un doseur rotatif entraîné par un moteur pas à pas, le fonctionnement de la vanne et du moteur pas à pas étant contrôlé par un calculateur; - les moyens de raccordement et de dosage comprennent un réservoir tampon calibré dont les extrémités supérieure ou inférieure sont respectivement associées au réservoir d'additif et au réservoir de carburant à travers des vannes dont le fonctionnement est piloté par un calculateur; - les moyens de raccordement et de dosage comprennent une vanne associée à un débitmètre dont le fonctionnement est contrôlé par un calculateur L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'un système d'injection selon l'invention; et - les Figs.2, 3, 4 et 5 représentent différents exemples de réalisation de ce système. On a en effet représenté sur la figure 1, un système d'injection d'une 15 quantité calibrée d'additif dans le carburant destiné à un moteur de véhicule automobile. Ce moteur est par exemple un moteur Diesel dont la ligne d'échappement est équipée d'un filtre à particules de façon classique. Sur cette figure 1, l'additif et le carburant sont stockés dans des réser20 voirs correspondants, respectivement 1 et 2. Ces réservoirs sont reliés par des moyens de raccordement 3 associés à des moyens de dosage 4 de la quantité d'additif injectée. Ainsi par exemple, ces moyens comprennent un calculateur 5 de contrôle permettant de calibrer une quantité d'additif à injecter dans le carburant 25 en fonction d'informations d'ajout de carburant dans le réservoir correspondant. Ces moyens étant déjà bien connus dans l'état de la technique, on ne les décrira pas plus en détail par la suite. Selon l'invention et comme cela est illustré, le réservoir d'additif 1 est placé à un niveau supérieur à celui du réservoir de carburant 2 et les moyens de 30 raccordement et de dosage 3,4 comportent des moyens d'écoulement de l'additif par gravité entre les réservoirs Ainsi, l'additif est injecté dans le carburant par écoulement par gravité, le réservoir d'additif étant situé plus haut que le réservoir de carburant dans le véhicule, la régulation de cette injection pouvant être assurée par différents moyens pour respecter l'intégrité physico-chimique de l'additif et la précision nécessaire quant à la quantité d'additif injectée. Différents exemples de réalisation sont représentés sur les figures 2 à 5, dans lesquelles des numéros de référence identiques désignent des éléments déjà décrits en regard de la figure 1. C'est ainsi que l'on reconnaît sur ces figures, le réservoir d'additif 1, le réservoir de carburant 2 et les moyens de raccordement 3. Dans ces différents exemples de réalisation, le réservoir d'additif est placé au-dessus du réservoir de carburant. Sur la figure 2, on a illustré un premier exemple de réalisation dans lequel les moyens de raccordement comprennent par exemple une membrane 6 par exemple en céramique, à porosité contrôlée, permettant de réduire le débit d'écoulement d'additif pour contrôler la quantité d'additif la traversant, par exemple lors de la commande à l'ouverture d'une vanne pilotable 7, qui dans l'exemple 15 décrit est placée en aval de cette membrane. La vanne est alors contrôlée par le calculateur 5 décrit précédemment pour assurer l'injection de la quantité souhaitée d'additif. La membrane 6 est alors immergée en permanence dans l'additif, ce qui permet d'éviter tout problème d'encrassement par exemple par séchage en 20 cas de non utilisation prolongée du véhicule. Comme cela a été indiqué précédemment, la vanne 7 est pilotée par le calculateur 5 en fonction d'un certain nombre d'informations relatives à la quantité de carburant ajoutée dans le réservoir de carburant, en tenant compte de la perméabilité de la membrane et éventuellement des propriétés physico25 chimiques de l'additif utilisé en termes de viscosité, de densité et de température. Sur la figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation dans lequel les moyens de raccordement et de dosage 3,4 comprennent une vanne pilotable 8 et un doseur rotatif 9, dont la rotation est par exemple commandée par un moteur pas à pas pour délivrer des volumes calibrés d'additif. La vanne et le moteur pas à pas d'entraînement du doseur rotatif sont contrôlés par le calculateur 5, de façon classique pour injecter la quantité souhaitée d'additif dans le carburant. Sur la figure 4, les moyens de raccordement et de dosage comprennent un réservoir calibré tampon désigné par la référence générale 10, dont l'extrémité supérieure est raccordée au réservoir d'additif 1 et à une prise d'air 11 par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies pilotable 12. L'extrémité inférieure de ce réservoir calibré tampon 10 est raccordée au réservoir de carburant 2 et à un conduit de retour par une autre vanne à trois voies pilotable, désignée par la référence générale 13. Le réservoir calibré tampon 10 permet alors de délivrer un volume calibré d'additif dans le réservoir de carburant et les vannes 12 et 13 sont commandées par le calculateur pour délivrer autant de doses calibrées que nécessaire pour aboutir à la quantité prédéterminée d'additif à injecter. Enfin, sur la figure 5, les moyens de raccordement et de dosage comprennent une vanne associée à un débitmètre, désignés par la référence générale 14. Ce débitmètre peut par exemple être massique ou volumique, auquel cas la température de l'additif peut être mesurée grâce à un capteur placé dans 15 celui-ci ou en amont du débitmètre. La mesure délivrée par ce débitmètre permet alors de calculer la quantité d'additif déjà injectée dans le réservoir de carburant et quand cette quantité atteint la quantité souhaitée, l'ordre de fermeture de la vanne est donné par le calculateur 5. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système d'injection d'une quantité calibrée d'additif dans un carburant destiné à un moteur de véhicule automobile, dans lequel l'additif et le carburant sont stockés dans des réservoirs correspondants (1,2), reliés par des 5 moyens de raccordement (3) associés à des moyens de dosage (4) de la quantité d'additif injectée, caractérisé en ce que le réservoir d'additif (1) est placé à un niveau supérieur à celui du réservoir de carburant (2) et en ce que les moyens de raccordement et de dosage (3,4) comprennent des moyens d'écoulement de l'additif par gravité entre les réservoirs. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir d'additif (1) est placé au-dessus du réservoir de carburant (2). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de raccordement et de dosage (3,4) comprennent une membrane (6) à porosité contrôlée, associée à une vanne (7) dont le fonctionnement est contrôlé 15 par un calculateur (5). 4. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de raccordement et de dosage (3,4) comprennent une vanne (8) associée à un doseur rotatif (9) entraîné par un moteur pas à pas, le fonctionnement de la vanne et du moteur pas à pas étant contrôlé par un calculateur (5). 5. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de raccordement et de dosage (3,4) comprennent un réservoir tampon calibré (10) dont les extrémités supérieure ou inférieure sont respectivement associées au réservoir d'additif (1) et au réservoir de carburant (2) à travers des vannes (12, 13) dont le fonctionnement est piloté par un calculateur (5). 6. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de raccordement et de dosage (3,4) comprennent une vanne associée à un débitmètre (14) dont le fonctionnement est contrôlé par un calculateur (5).