FR2911639A1

FR2911639A1 - Liquid additive injecting method for vehicle, involves determining temperature of additive liquid, and controlling actuator according to measured temperature to displace piston in rest position to inject additive volume in fuel reservoir

Info

Publication number: FR2911639A1
Application number: FR0700461A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Zeller
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-07-25
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: FR2911639B1

Abstract

The method involves determining a liquid additive volume to be injected, and controlling an actuator (30) to displace a piston (24) of a metering pump (10) in direction of a deployed position to aspirate the volume in a dosage chamber. The actuator is controlled to displace the piston in direction of a rest position to inject the volume from the chamber into a fuel reservoir. Temperature of the additive liquid is determined, and the actuator is controlled according to measured temperature.

Description

1 Procédé d'injection d'un additif li iide dans un réservoir à carburant1 Method for injecting a liquid additive into a fuel tank

Introduction La présente invention concerne un procédé d'injection d'un additif liquide dans un réservoir à carburant à l'aide d'une pompe de dosage du type seringue à membrane. État de la technique Malgré ses bonnes performances environnementales du fait en particulier de sa faible consommation, le diesel demeure critiqué pour ses rejets de particules de suie. Pour stocker les particules de suie résultant de la combustion et ainsi éviter que ces particules ne soient émises dans l'atmosphère, le filtre à particules a été développé. Avec un tel filtre, les émissions de particules peuvent être réduites à la limite du mesurable. Pour fonctionner correctement, celui-ci doit être régulièrement nettoyé. Les particules stockées dans le filtre à particules peuvent être brûlées pour régénérer le filtre à particules. La température usuelle des gaz d'échappement est d'environ 150 C. Avec la technique dite du Common-Rail , qui permet une injection ultérieure et qui provoque une post-combustion, la température des gaz d'échappement peut être élevée à 350 C. Le traitement des hydrocarbures dans le catalyseur d'oxydation provoque une nouvelle augmentation de la température à 450 C. Cette température est toujours inférieure à la température de combustion d'environ 550 C des particules. Pour permettre une combustion totale de toutes les particules, il a été proposé d'injecter un additif dans le carburant de manière à faire baisser la température de combustion des particules. Un additif, tel que par exemple le produit Eolys, un composé à base de cérine mis au point par la société Rhodia, permet d'abaisser la température naturelle de combustion des particules à 450 C, soit environ 100 C de moins que leur température naturelle de combustion. Le filtre à particules peut ainsi être régénéré en quelques minutes seulement, tous les 400 à 500 km. L'additif est généralement mis en oeuvre en une solution organique stockée dans un réservoir additionnel placé à proximité du réservoir à carburant. Afin d'injecter une quantité d'additif liquide proportionnelle au volume de carburant Introduction The present invention relates to a method of injecting a liquid additive into a fuel tank using a diaphragm syringe type dosing pump. State of the art Despite its good environmental performance, particularly because of its low consumption, diesel remains criticized for its releases of soot particles. To store the soot particles resulting from combustion and thus prevent these particles from being emitted into the atmosphere, the particulate filter has been developed. With such a filter, particulate emissions can be reduced to the limit of the measurable. To work properly, it must be cleaned regularly. Particles stored in the particulate filter can be burned to regenerate the particulate filter. The usual temperature of the exhaust gas is about 150 C. With the so-called Common-Rail technique, which allows a subsequent injection and which causes an afterburner, the temperature of the exhaust gas can be raised to 350 C The treatment of the hydrocarbons in the oxidation catalyst causes a further increase of the temperature to 450 C. This temperature is always lower than the combustion temperature of about 550 ° C. of the particles. To allow a total combustion of all the particles, it has been proposed to inject an additive into the fuel so as to lower the combustion temperature of the particles. An additive, such as, for example, the Eolys product, a ceria-based compound developed by Rhodia, makes it possible to lower the natural combustion temperature of the particles at 450 ° C., ie about 100 ° C. less than their natural temperature. of combustion. The particulate filter can be regenerated in just a few minutes, every 400 to 500 km. The additive is generally used in an organic solution stored in an additional reservoir placed near the fuel tank. In order to inject a quantity of liquid additive proportional to the volume of fuel

2 introduit lors du remplissage, un système d'additivation avec une pompe de dosage a été développé. Une telle pompe de dosage est par exemple décrite dans la demande de brevet WO 2005/024219. Cette pompe est une pompe à volume variable du type seringue à membrane et permet un dosage précis de l'additif liquide. Une telle pompe comprend un piston mobile dans un cylindre et commandé par un actionneur linéaire à haute résolution. La pompe comprend en outre une chambre de dosage dans laquelle peut être aspiré l'additif, lequel peut ensuite être évacué de la chambre vers le réservoir à carburant. 2 introduced during filling, an additive system with a dosing pump was developed. Such a dosing pump is for example described in the patent application WO 2005/024219. This pump is a variable volume pump type syringe membrane and allows accurate dosing of the liquid additive. Such a pump comprises a piston movable in a cylinder and controlled by a linear actuator with high resolution. The pump further comprises a metering chamber into which the additive can be drawn, which can then be removed from the chamber to the fuel tank.

Pour assurer le bon fonctionnement de la régénération du filtre à particules, le carburant doit comprendre une proportion d'additif bien précise. Il est donc important de prévoir une pompe de dosage permettant un dosage précis de l'additif à injecter. Il est donc important d'assurer le bon fonctionnement de la pompe de dosage dans toutes les conditions. Or, il a été noté que le fonctionnement de la pompe, notamment dans une plage de températures basse, est compromis et que le dosage précis n'est par conséquent pas assuré. Objet de l'invention L'objet de la présente invention est de proposer un procédé d'injection d'un additif liquide dans un réservoir à carburant à l'aide d'une pompe de dosage du type seringue à membrane, avec lequel 1le bon fonctionnement d'une telle pompe est assuré. Description générale de l'invention revendiquée avec ses principaux avantages Conformément à l'invention, le procédé d'injection est mis en oeuvre par une pompe de dosage comprenant une membrane agencée dans un corps de pompe, la membrane divisant l'intérieur de la pompe en une chambre de dosage et une chambre d'actionnement. La chambre de dosage est en communication avec un port d'entrée relié à un réservoir d'additif et un port de sortie relié au réservoir à carburant. La chambre d'actionnement comprend un actionneur et un piston connecté à la membrane, l'actionneur déplaçant le piston entre une position de repos et une position déployée. Le procédé comprend les étapes consistant à déterminer le volume d'additif liquide à injecter; à commander l'actionneur de manière à déplacer le piston de la pompe de dosage en direction de sa position déployée de manière à aspirer un volume déterminé d'additif liquide dans la chambre de dosage; et à commander l'actionneur de manière à To ensure the proper functioning of the regeneration of the particulate filter, the fuel must include a specific proportion of additive. It is therefore important to provide a dosing pump for precise dosing of the additive to be injected. It is therefore important to ensure the proper functioning of the dosing pump in all conditions. However, it has been noted that the operation of the pump, especially in a low temperature range, is compromised and that the precise dosage is therefore not ensured. OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a method of injecting a liquid additive into a fuel tank using a diaphragm syringe dosing pump, with which the right one operation of such a pump is assured. General description of the claimed invention with its main advantages In accordance with the invention, the injection method is implemented by a dosing pump comprising a membrane arranged in a pump body, the membrane dividing the inside of the pump. in a dosing chamber and an actuating chamber. The metering chamber is in communication with an inlet port connected to an additive tank and an outlet port connected to the fuel tank. The actuating chamber comprises an actuator and a piston connected to the diaphragm, the actuator moving the piston between a rest position and an extended position. The method comprises the steps of determining the volume of liquid additive to be injected; controlling the actuator to move the plunger of the metering pump towards its extended position so as to suck up a determined volume of liquid additive into the metering chamber; and to control the actuator so as to

3 déplacer le piston de la pompe de dosage en direction de sa position de repos de manière à injecter le volume déterminé d'additif liquide de la chambre de dosage dans le réservoir à carburant. Selon un aspect du procédé, le procédé comprend en outre les étapes consistant à déterminer la température de l'additif liquide; et à commander l'actionneur en fonction de la température mesurée. La détermination de la température de l'additif liquide permet de déterminer la plage de températures dans laquelle la pompe de dosage doit être opérée. En connaissant les problèmes spécifiques de différentes plages de températures, il est possible d'influencer la commande de l'actionneur en conséquence. En ajustant la commande de l'actionneur sur base de la température mesurée, certains paramètres de fonctionnement peuvent être contrôlés pour ainsi réduire ou même éliminer l'effet compromettant d'une certaine plage de températures. Ainsi, le bon fonctionnement de la pompe de dosage peut être assuré dans toutes les conditions de fonctionnement. 3 move the piston of the metering pump towards its rest position so as to inject the determined volume of liquid additive from the metering chamber into the fuel tank. According to one aspect of the method, the method further comprises the steps of determining the temperature of the liquid additive; and controlling the actuator as a function of the measured temperature. The determination of the temperature of the liquid additive makes it possible to determine the temperature range in which the metering pump must be operated. By knowing the specific problems of different temperature ranges, it is possible to influence the control of the actuator accordingly. By adjusting the actuator control based on the measured temperature, certain operating parameters can be controlled to thereby reduce or even eliminate the compromising effect of a certain temperature range. Thus, the proper functioning of the dosing pump can be ensured in all operating conditions.

Selon un aspect du procédé, l'étape consistant à commander l'actionneur en fonction de la température mesurée comprend l'étape consistant à ajuster la vitesse de déplacement du piston en fonction de la température mesurée. En effet, il a été noté qu'à basse température la viscosité de l'additif liquide est augmentée et provoque une aspiration d'additif plus difficile. En outre, la viscosité accrue de l'additif provoque une déformation accrue de la membrane lors du cycle de pompage, ce qui modifie le volume de la chambre de dosage. Les inventeurs se sont rendus compte que la modification de volume de la chambre de dosage peut être évitée lorsque la vitesse de pompage est ralentie. En effet, une aspiration plus lente de l'additif liquide très visqueux permet d'éliminer l'effet de déformation de la membrane. En outre, l'aspiration de l'additif est facilitée. Grâce à l'élimination de la déformation de la membrane, le volume prédéterminé de la chambre de dosage peut être maintenu et le dosage précis reste possible même en présence d'additif liquide très visqueux causé par la basse température. According to one aspect of the method, the step of controlling the actuator as a function of the measured temperature comprises the step of adjusting the speed of movement of the piston as a function of the measured temperature. Indeed, it has been noted that at low temperature the viscosity of the liquid additive is increased and causes a more difficult additive suction. In addition, the increased viscosity of the additive causes increased deformation of the membrane during the pumping cycle, which changes the volume of the metering chamber. The inventors have realized that changing the volume of the metering chamber can be avoided when the pumping speed is slowed down. Indeed, a slower suction of the highly viscous liquid additive eliminates the deformation effect of the membrane. In addition, the suction of the additive is facilitated. By eliminating the deformation of the membrane, the predetermined volume of the metering chamber can be maintained and accurate metering is still possible even in the presence of highly viscous liquid additive caused by the low temperature.

Le procédé peut en outre comprendre l'étape supplémentaire consistant à ajuster la force appliquée par l'actionneur en fonction de la température mesurée. Une force plus importante exercée sur le piston permet de faciliter l'aspiration de l'additif dans la chambre de dosage et l'injection de l'additif dans le réservoir à carburant. Ceci est particulièrement intéressant lorsque la pompe de dosage est opérée dans des conditions de température très basse où l'additif est très The method may further include the further step of adjusting the force applied by the actuator as a function of the measured temperature. A greater force exerted on the piston facilitates the aspiration of the additive into the metering chamber and the injection of the additive into the fuel tank. This is particularly interesting when the dosing pump is operated under conditions of very low temperature where the additive is very

-.4- visqueux. Le dosage précis d'additif liquide par la pompe de dosage peut donc être assuré. Le procédé peut en outre comprendre l'étape supplémentaire consistant à ajuster le volume déterminé en fonction de la température mesurée. Le volume déterminé peut être ajusté en fonction de la température pour prendre en compte une déformation de la membrane. Ainsi, même en cas de déformation de la membrane, qui entraîne un changement de volume de la chambre de dosage, un volume désiré peut être injecté dans le :réservoir à carburant. Le dosage précis d'additif liquide par la pompe de dosage peut donc être assuré. -.4- viscous. The precise dosing of liquid additive by the dosing pump can therefore be ensured. The method may further include the further step of adjusting the determined volume as a function of the measured temperature. The determined volume can be adjusted according to the temperature to take into account a deformation of the membrane. Thus, even in case of deformation of the membrane, which causes a change in volume of the metering chamber, a desired volume can be injected into the fuel tank. The precise dosing of liquid additive by the dosing pump can therefore be ensured.

De préférence, l'étape consistant à déterminer le volume d'additif liquide à injecter comprend la détermination de la différence de volume avant et après une phase de remplissage du réservoir à carburant. Lorsque le début d'une phase de remplissage est détecté, par exemple par l'ouverture de la trappe de remplissage, le niveau initial de carburant dans le réservoir à carburant est noté. Preferably, the step of determining the volume of liquid additive to be injected comprises determining the difference in volume before and after a filling phase of the fuel tank. When the beginning of a filling phase is detected, for example by the opening of the filling door, the initial level of fuel in the fuel tank is noted.

Similairement, lorsque la fin de la phase de remplissage est détectée, par exemple par la fermeture de la trappe de remplissage, le niveau final de carburant dans le réservoir à carburant est noté. La différence entre le niveau initial et le niveau final permet de déterminer la différence en volume de carburant dans le réservoir. Sur base de cette différence, le volume d'additif liquide à injecter dans le réservoir à carburant peut être déterminé. L'étape consistant à déterminer la température de l'additif liquide peut comprendre la mesure de la température au niveau de l'actionneur de la pompe de dosage. Le réservoir à additif liquide étant de préférence localisé très près de la pompe de dosage, la température de l'additif dans le réservoir à additif peut être mesuré par un capteur de température situé sur l'actionneur de la pompe de dosage. Un tel capteur de température peut également être utilisé pour détecter une surchauffe de l'actionneur. Il n'est cependant pas exclu de prévoir un capteur de température à l'intérieur du réservoir à additif. Selon un autre aspect du procédé, un courant de maintien est appliqué à l'actionneur pour maintenir le piston dans sa position de repos et l'étape consistant à commander l'actionneur en fonction de la température mesurée comprend l'étape consistant à appliquer un courant de maintien plus élevé en fonction de la température mesurée. A basse température, la force de l'actionneur est réduite. De plus, vu la viscosité accrue de l'additif liquide à basse température, la force nécessaire pour déplacer le piston est plus importante. En augmentant le courant de maintien de l'actionneur, il y a dissipation d'énergie Similarly, when the end of the filling phase is detected, for example by closing the filler flap, the final level of fuel in the fuel tank is noted. The difference between the initial level and the final level makes it possible to determine the difference in the volume of fuel in the tank. Based on this difference, the volume of liquid additive to be injected into the fuel tank can be determined. The step of determining the temperature of the liquid additive may include measuring the temperature at the actuator of the metering pump. Since the liquid additive reservoir is preferably located very close to the metering pump, the temperature of the additive in the additive reservoir can be measured by a temperature sensor located on the actuator of the metering pump. Such a temperature sensor can also be used to detect overheating of the actuator. However, it is not excluded to provide a temperature sensor inside the additive tank. According to another aspect of the method, a holding current is applied to the actuator to maintain the piston in its rest position and the step of controlling the actuator as a function of the measured temperature comprises the step of applying a higher holding current as a function of the measured temperature. At low temperatures, the force of the actuator is reduced. In addition, given the increased viscosity of the liquid additive at low temperature, the force required to move the piston is greater. By increasing the holding current of the actuator, there is dissipation of energy

-.5- qui conduit à un échauffement de l'actionneur. Ainsi, l'application d'un courant de maintien plus élevé conduit à restituer de la force à l'actionneur. De plus, l'échauffement de l'actionneur mène également à un échauffement de l'additif liquide et donc à une viscosité moins importante. Ainsi, le bon fonctionnement de la pompe de dosage peut être assuré même en cas de température très basse. De préférence, le courant de maintien plus élevé est appliqué pendant une durée prédéterminée. La durée prédéterminée peut dépendre de la température initiale qui peut être mesurée sur l'actionneur. Le courant de maintien plus élevé peut également être appliqué jusqu'à ce qu'une température seuil soit atteinte. Which leads to a heating of the actuator. Thus, the application of a higher holding current leads to restore the force to the actuator. In addition, the heating of the actuator also leads to a heating of the liquid additive and therefore to a lower viscosity. Thus, the proper functioning of the dosing pump can be ensured even in case of very low temperature. Preferably, the higher holding current is applied for a predetermined duration. The predetermined duration may depend on the initial temperature that can be measured on the actuator. The higher holding current can also be applied until a threshold temperature is reached.

Selon un aspect du procédé, la perte éventuelle de pas de l'actionneur est surveillée par une électronique de contrôle et le courant de maintien plus élevé est appliqué pendant une durée prédéterminée lorsqu'une telle perte de pas est détectée. Une telle perte de pas est généralement due au fait que la force de l'actionneur n'est pas suffisante, ce qui, à son tour, est généralement dû au fait que l'actionneur est trop froid. Lorsqu'une perte de pas est détectée, le courant de maintien est appliqué pour échauffer l'acti.onneur et garantir ainsi le bon fonctionnement de la pompe de dosage. Selon un autre aspect du procédé, l'alimentation en courant de l'actionneur peut être interrompue et le procédé comprend les étapes consistant à stocker en mémoire le volume total d'additif liquide à injecter et le volume d'additif liquide déjà injecté ou stocker en mémoire le volume d'additif liquide restant à injecter; à stocker en mémoire le statut de l'actionneur lors de l'interruption, le statut comprenant la position et la direction du piston lors de l'interruption; et, lorsque l'alimentation en courant de l'actionneur est rétablie, reprendre le cycle d'injection d'additif liquide là où le cycle était interrompu sur base des informations stockées en mémoire. En effet, après la phase de remplissage, après laquelle démarre le cycle d'injection d'additif liquide, il se peut que le conducteur ne déplace son véhicule que de quelques mètres pour la garer et faire une pause. Ceci est par exemple très souvent le cas sur les aires de repos d'autoroutes. Le cycle d'injection d'additif démarre de préférence dès que le moteur est mis en marche après la phase de remplissage. Le temps de garer un véhicule ne permet cependant généralement pas d'achever le cycle d'injection d'additif, qui est alors interrompu par l'arrêt du moteur. Pour assurer le bon dosage d'additif liquide, il est dès lors important, lors de la mise en marche du moteur, de reprendre le cycle d'injection d'additif exactement là où le cycle a été interrompu. - 6 - Le stockage en mémoire du statut du piston lors de l'interruption permet à l'actionneur de reprendre le cycle d'injection au moment précis de l'interruption et à achever le cycle d'injection. Le dosage précis d'additif liquide dans le réservoir à carburant peut ainsi être garanti. According to one aspect of the method, the possible loss of step of the actuator is monitored by a control electronics and the higher holding current is applied for a predetermined time when such a step loss is detected. Such a loss of pitch is usually due to the fact that the force of the actuator is not sufficient, which, in turn, is generally due to the fact that the actuator is too cold. When a loss of step is detected, the holding current is applied to heat the activator and thus ensure the proper functioning of the dosing pump. According to another aspect of the method, the power supply of the actuator can be interrupted and the method comprises the steps of storing in memory the total volume of liquid additive to be injected and the volume of liquid additive already injected or stored in memory the volume of liquid additive remaining to be injected; storing in memory the status of the actuator during the interruption, the status including the position and the direction of the piston during the interruption; and, when the power supply of the actuator is restored, resume the liquid additive injection cycle where the cycle was interrupted based on the information stored in memory. In fact, after the filling phase, after which the liquid additive injection cycle starts, the driver may only move his vehicle a few meters to park it and take a break. This is for example very often the case on motorway rest areas. The additive injection cycle preferably starts as soon as the engine is started after the filling phase. The time to park a vehicle however does not generally allow to complete the additive injection cycle, which is then interrupted by the stopping of the engine. To ensure the correct dosage of liquid additive, it is therefore important, when starting the engine, resume the additive injection cycle exactly where the cycle was interrupted. The memory storage of the status of the piston during the interruption allows the actuator to resume the injection cycle at the precise moment of the interruption and to complete the injection cycle. The precise dosage of liquid additive in the fuel tank can thus be guaranteed.

Selon un autre aspect du procédé, la chambre d'actionnement est mise en communication avec l'atmosphère lors du fonctionnement de l'actionneur. En effet, le réservoir à additif comprend généralement une communication avec l'atmosphère pour permettre une ventilation du réservoir à additif. L'augmentation de température de l'actionneur entraîne une augmentation de la pression dans la chambre d'actionnement. Cette augmentation de pression peut provoquer une déformation de la membrane, qui entraîne une réduction de volume de la chambre de dosage. La mise en communication avec l'atmosphère de la chambre d'actionnement lors du fonctionnement de l'actionneur permet d'éviter une augmentation de pression dans la chambre d'actionnement et permet ainsi de ne pas déformer la membrane. Le dosage précis d'additif liquide dans le réservoir à carburant peut ainsi être garanti. Les différents aspects de l'invention décrits ci-dessus sont de préférence utilisés en combinaison. Il est cependant à noter que les différents aspects du procédé d'injection peuvent aussi être utilisés indépendamment et individuellement pour garantir le dosage précis d'additif liquide dans le réservoir à carburant. Description à l'aide des Figures Les figures suivantes illustrent à titre d'exemple quelques modes de réalisation avantageux d'une pompe de dosage comme décrite dans le procédé selon l'invention. Fig.l : une vue schématique à travers une pompe de dosage selon l'invention; Fig.2: une vue schématique de la partie de la pompe de dosage autour de la membrane de la pompe de la Fig.1, dans laquelle le piston est illustré dans sa position déployée; Fig.3: une vue schématique de la partie de la pompe de dosage autour de la membrane de la pompe de la Fig. ]l, dans laquelle le piston est illustré dans sa position de repos; Fig.4: une vue en coupe d'un piston selon un aspect de l'invention; Fig.5: une vue en perspective du piston de la Fig.4, dans laquelle le piston est illustré dans sa position déployée; et According to another aspect of the method, the actuating chamber is placed in communication with the atmosphere during operation of the actuator. Indeed, the additive tank generally comprises a communication with the atmosphere to allow ventilation of the additive tank. The increase in temperature of the actuator causes an increase in the pressure in the actuating chamber. This increase in pressure can cause deformation of the membrane, which results in a reduction in volume of the metering chamber. The communication with the atmosphere of the actuating chamber during operation of the actuator makes it possible to avoid an increase in pressure in the actuating chamber and thus makes it possible not to deform the membrane. The precise dosage of liquid additive in the fuel tank can thus be guaranteed. The various aspects of the invention described above are preferably used in combination. It should be noted, however, that the different aspects of the injection process can also be used independently and individually to ensure the precise dosing of liquid additive in the fuel tank. DESCRIPTION OF THE FIGURES The following figures illustrate by way of example some advantageous embodiments of a dosing pump as described in the process according to the invention. Fig. 1: a schematic view through a dosing pump according to the invention; Fig.2: a schematic view of the portion of the metering pump around the diaphragm of the pump of Fig.1, wherein the piston is shown in its extended position; Fig. 3 is a schematic view of the portion of the dosing pump around the pump diaphragm of FIG. 1, in which the piston is illustrated in its rest position; Fig.4: a sectional view of a piston according to one aspect of the invention; Fig.5: a perspective view of the piston of Fig.4, wherein the piston is illustrated in its deployed position; and

-7- Fig.6: une vue en coupe à travers la vanne anti-retour selon un aspect de l'invention. Des signes de référence identiques sur les différentes figures désignent des éléments identiques ou similaires. FIG. 6 is a sectional view through the non-return valve according to one aspect of the invention. Identical reference signs in the various figures designate identical or similar elements.

La pompe de dosage est décrite de manière globale en se référant conjointement aux figures 1, 2 et 3. La pompe de dosage 10 comprend un corps de pompe 12 creux. Une membrane 14 est agencée à l'intérieur du corps de pompe 12 et divise l'intérieur de la pompe en une chambre de dosage 16 et une chambre d'actionnement 18. Le corps de pompe 12 comprend en outre un port d'entrée 20 et un port de sortie 22 en communication avec la chambre de dosage 16. Le volume de la chambre de dosage 16 est variable grâce au déplacement de la membrane 14 résultant du déplacement d'un piston 24 agencé dans la chambre d'actionnement 18. Le piston 24 comprend une tête de piston 26 reliée à la membrane 14 et une tige 28 s'étendant de la tête de piston 26 à un actionneur 30. L'actionneur 30 est de préférence un moteur pas-à-pas monté dans la chambre d'actionnement 18. L'actionneur 30 coopère avec une portion filetée 31 de la tige 28 pour commander le déplacement de la membrane 14 connectée à une partie centrale de la tête de piston 26. Le piston 24 est déplaçable entre une position de repos et une position déployée. Dans la position de repos, le piston 24 se trouve dans une position dans laquelle la membrane 14 est prise en sandwich entre la tête de piston 26 et une paroi d'extrémité 32 du corps de pompe 12, la paroi d'extrémité 32 comprenant le port d'entrée 20 et le port de sortie 22. Lorsque le piston 24 se trouve dans sa position de repos, la membrane 14 bute contre la paroi d'extrémité 32. Le volume de la chambre de dosage 16 ù c'est-à-dire le volume décrit par l'espace entre la membrane 14 et la paroi d'extrémité 32 ù est donc défini par la structure de la pompe de dosage 10. Dans la position de repos, le volume de la chambre de dosage 16 est par conséquent toujours identique. De préférence, la surface de la paroi d'extrémité 32 et la surface de la tête de piston 26 faisant face à la paroi d'extrémité 32 sont complémentaires. Ainsi, le volume de la chambre de dosage 16 est substantiellement nul :lorsque le piston 24 se trouve dans sa position de repos. Du fait que le volume de la chambre de dosage est toujours identique lorsque le piston 24 se trouve dans sa position de repos, la pompe de dosage ne doit donc se déplacer de manière précise que lorsque l'additif est aspiré. The metering pump is described generally with reference to Figures 1, 2 and 3. The metering pump 10 comprises a hollow pump body 12. A membrane 14 is arranged inside the pump body 12 and divides the inside of the pump into a metering chamber 16 and an operating chamber 18. The pump body 12 further comprises an inlet port 20 and an outlet port 22 in communication with the metering chamber 16. The volume of the metering chamber 16 is variable due to the displacement of the membrane 14 resulting from the displacement of a piston 24 arranged in the actuating chamber 18. piston 24 comprises a piston head 26 connected to the membrane 14 and a rod 28 extending from the piston head 26 to an actuator 30. The actuator 30 is preferably a stepper motor mounted in the chamber 18. The actuator 30 cooperates with a threaded portion 31 of the rod 28 to control the displacement of the membrane 14 connected to a central portion of the piston head 26. The piston 24 is movable between a rest position and a deployed position. In the rest position, the piston 24 is in a position in which the membrane 14 is sandwiched between the piston head 26 and an end wall 32 of the pump body 12, the end wall 32 comprising the input port 20 and the output port 22. When the piston 24 is in its rest position, the diaphragm 14 abuts against the end wall 32. The volume of the dosing chamber 16 - that is, ie the volume described by the space between the membrane 14 and the end wall 32 - is therefore defined by the structure of the metering pump 10. In the rest position, the volume of the metering chamber 16 is therefore always the same. Preferably, the surface of the end wall 32 and the surface of the piston head 26 facing the end wall 32 are complementary. Thus, the volume of the metering chamber 16 is substantially zero: when the piston 24 is in its rest position. Because the volume of the metering chamber is always the same when the piston 24 is in its rest position, the metering pump must therefore move accurately only when the additive is sucked.

•-8- Lorsque de l'additif doit être injecté dans le réservoir à carburant, l'actionneur exerce une force sur la tige 28 du piston 24 lequel se déplace en direction de sa position déployée. Ce déplacement du piston 24 entraîne un déplacement de la membrane 14 connectée à la tête de piston 26. A son tour, le déplacement de la membrane 14 entraîne une augmentation du volume de la chambre de dosage et l'aspiration d'additif à travers le port d'entrée 20 relié à un réservoir à additif (non représenté) par un e tubulure d'entrée 36. Le volume d'additif aspiré dans la chambre de dosage 16 peut être précisément déterminé en fonction du déplacement du piston 24. Lorsque le volume de la chambre de dosage a atteint un volume prédéterminé, l'actionneur 30 exerce une force sur la tige 28 du piston 24 lequel se déplace vers sa position de repos. Le volume de la chambre de dosage 16 est à nouveau réduit et l'additif est évacué de la chambre de dosage 16 à travers le port de sortie 22 relié à un réservoir à carburant (non représenté) par une tubulure de sortie 38. Pour le bon fonctionnement de la pompe de dosage 10, le port d'entrée 2CI et le port de sortie 22 sont chacun pourvus d'une vanne anti-retour 40, 40'. Un premier aspect de l'invention concerne un élément de guidage 42 limitant un mouvement rotatif du piston 24 autour de son axe. Selon l'invention, l'élément de guidage 42 est agencé entre la tête de piston 26 et la paroi latérale 44 du corps de pompe 12. L'élément de guidage 42 peut être décrit plus en détail en se référant aux Figures 4 et 5, qui montrent un piston 24 selon l'invention. L'élément de guidage 42 comprend au moins un coulisseau 46, 46' longitudinal s'étendant de manière parallèle à l'axe du piston 24 depuis la tête de piston 26 en direction de l'actionneur 30. Le coulisseau 46, 46' s'engage dans un guide (non représenté) formé sur la paroi intérieure latérale 44 du corps de pompe 12. Le guide peut être formé par des protubérances radiales sur la paroi intérieure latérale 44 du corps de pompe 12 pour recevoir le coulisseau 46, 46' entre deux telles protubérances radiales. Alternativement, le guide peut être formé par une rainure recevant une protubérance radiale formée sur au moins une partie du coulisseau 46, 46'. La figure 4 montre également la connexion entre la tête de piston 26 et la tige 28 du piston 24, ainsi que la connexion entre la membrane 14 et la tête de piston 26. Un autre aspect de l'invention concerne la vanne anti-retour 40, 40' du port d'entrée 20, respectivement du port de sortie 22. Une telle vanne anti-retour 40 est illustrée schématiquement sur la figure 6. La vanne anti-retour 40 comprend un siège de clapet 46 entourant une ouverture de passage 48 et un clapet 50 du When additive is to be injected into the fuel tank, the actuator exerts a force on the rod 28 of the piston 24 which moves towards its extended position. This displacement of the piston 24 causes a displacement of the membrane 14 connected to the piston head 26. In turn, the displacement of the membrane 14 causes an increase in the volume of the metering chamber and the aspiration of additive through the inlet port 20 connected to an additive reservoir (not shown) by an inlet manifold 36. The volume of additive drawn into the metering chamber 16 can be precisely determined as a function of the displacement of the piston 24. When the the volume of the metering chamber has reached a predetermined volume, the actuator 30 exerts a force on the rod 28 of the piston 24 which moves towards its rest position. The volume of the metering chamber 16 is again reduced and the additive is discharged from the metering chamber 16 through the outlet port 22 connected to a fuel tank (not shown) by an outlet pipe 38. In operation of the metering pump 10, the inlet port 2CI and the outlet port 22 are each provided with a non-return valve 40, 40 '. A first aspect of the invention relates to a guide member 42 limiting a rotational movement of the piston 24 about its axis. According to the invention, the guide element 42 is arranged between the piston head 26 and the side wall 44 of the pump body 12. The guide element 42 can be described in more detail with reference to FIGS. , which show a piston 24 according to the invention. The guide member 42 comprises at least one longitudinal slide 46, 46 'extending parallel to the axis of the piston 24 from the piston head 26 towards the actuator 30. The slide 46, 46' s engages in a guide (not shown) formed on the lateral inner wall 44 of the pump body 12. The guide may be formed by radial protuberances on the lateral inner wall 44 of the pump body 12 to receive the slide 46, 46 ' between two such radial protuberances. Alternatively, the guide may be formed by a groove receiving a radial protrusion formed on at least a portion of the slide 46, 46 '. Figure 4 also shows the connection between the piston head 26 and the rod 28 of the piston 24, as well as the connection between the diaphragm 14 and the piston head 26. Another aspect of the invention relates to the non-return valve 40 , 40 'of the input port 20, respectively of the output port 22. Such a non-return valve 40 is shown schematically in Figure 6. The non-return valve 40 comprises a valve seat 46 surrounding a passage opening 48 and a valve 50 of the

-9- type parapluie, le clapet 50 comprenant une tige axiale 52 traversant l'ouverture de passage 48 et un obturateur 54 connecté à une extrémité amont 55 de la tige axiale 50. Selon l'invention, l'obturateur 54 comprend, dans une région périphérique de l'obturateur 54, une première protubérance 56 dirigée vers le siège de clapet 46 et le siège de clapet comprend une seconde protubérance 58 dirigée vers l'obturateur 54. La première protubérance 56 et la seconde protubérance 58 sont agencées autour cle l'ouverture de passage 48 de manière à former un joint du type labyrinthe lorsque l'obturateur 54 repose sur le siège de clapet 46. Le clapet 50 comprend en outre un élément limitateur de course 60 connecté à une extrémité aval 62 de la tige axiale 50 pour limiter le degré d'ouverture de la vanne anti-retour 40. La vanne anti-retour illustrée sur la figure 6 est la vanne anti-retour 40 associée au port d'entrée 20. Lorsque la pompe de dosage 10 fonctionne en mode aspiration, une dépression est créée dans le port d'entrée 20 et le clapet 50 est déplacé dans sa position d'ouverture telle qu'illustrée sur la figure 6. L'additif provenant de la tubulure d'entrée 36 traverse l'ouverture de passage 48 et aboutit dans la chambre de dosage 16 à travers le port d'entrée 20. En revanche, lorsque la pompe de dosage 10 fonctionne en mode injection, une surpression est créée dans le port d'entrée 20 et le clapet 50 est déplacé dans sa position de fermeture dans laquelle la première protubérance 56 s'appuie contre le siège de clapet 46 et la seconde protubérance 58 s'appuie contre l'obturateur 54. La première protubérance 56 et la seconde protubérance 58 forment ainsi un joint labyrinthe évitant des chemins de fuite pour l'additif. Les protubérances 56, 58 sont de préférence formées en un matériau élastique. Une couche supplémentaire en matériau élastique 64 peut être déposée sur le siège de clapet 46 pour recevoir la première protubérance 56. Selon un autre aspect de l'invention, la chambre d'actionnement 18 comprend en outre un port de régulation de pression 66 (représenté sur la figure 1) assurant la communication avec l'atmosphère. Le port de régulation de pression 66 permet de maintenir la charnbre d'actionnement 18 sous pression atmosphérique pour éviter ainsi une augmentation de pression dans la chambre d'actionnement 18 due à un échauffement de l'actionneur 30 et de l'environnement autour l'actionneur 30. Selon un autre aspect de l'inventionä la pompe de dosage 10 comprend en outre une unité de commande 68, représentée schématiquement sur la figure 1 en dehors de la pompe de dosage 10. L'unité de commande 68 comprend au moins An umbrella type, the valve 50 comprising an axial rod 52 passing through the passage opening 48 and a shutter 54 connected to an upstream end 55 of the axial rod 50. According to the invention, the shutter 54 comprises, in a peripheral region of the shutter 54, a first protrusion 56 directed towards the valve seat 46 and the valve seat comprises a second protrusion 58 directed towards the shutter 54. The first protrusion 56 and the second protrusion 58 are arranged around the shutter 54 passage opening 48 to form a labyrinth type seal when the shutter 54 rests on the valve seat 46. The valve 50 further comprises a stroke limiting member 60 connected to a downstream end 62 of the axial rod 50 to limit the degree of opening of the non-return valve 40. The check valve illustrated in Figure 6 is the non-return valve 40 associated with the inlet port 20. When the metering pump 10 operates in suction mode, a depression is created in the inlet port 20 and the valve 50 is moved to its open position as shown in Figure 6. The additive from the inlet manifold 36 passes through the opening 48 and ends in the metering chamber 16 through the inlet port 20. In contrast, when the metering pump 10 operates in injection mode, an overpressure is created in the inlet port 20 and the valve 50 is moved to its closed position in which the first protrusion 56 rests against the valve seat 46 and the second protrusion 58 rests against the shutter 54. The first protrusion 56 and the second protrusion 58 thus form a labyrinth seal avoiding escape routes for the additive. The protuberances 56, 58 are preferably formed of an elastic material. An additional layer of resilient material 64 may be deposited on the valve seat 46 to receive the first protrusion 56. According to another aspect of the invention, the actuating chamber 18 further comprises a pressure regulating port 66 (shown in FIG. in Figure 1) providing communication with the atmosphere. The pressure regulating port 66 makes it possible to maintain the actuation valve 18 under atmospheric pressure so as to avoid an increase in pressure in the actuating chamber 18 due to a heating of the actuator 30 and the surrounding environment. Actuator 30. According to another aspect of the invention, the metering pump 10 further comprises a control unit 68, shown schematically in FIG. 1 outside the metering pump 10. The control unit 68 comprises at least

-10- un capteur de température (non représenté) pour mesurer la température de l'additif liquide et un moyen (non représenté) pour commander l'actionneur en fonction de la température mesurée. Le capteur de température peut être localisé dans le réservoir à additif. De préférence, par contre, le capteur de température est disposé sur l'actionneur 30. En effet, la proximité de l'actionneur 30 et du réservoir à additif n'entraîne qu'une différence de température minimale entre l'actionneur et l'additif dans le réservoir à additif. Ainsi, le capteur de température et l'unité de commande 68 peuvent être intégrés dans la pompe de dosage 10. A temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the liquid additive and means (not shown) for controlling the actuator as a function of the measured temperature. The temperature sensor can be located in the additive tank. Preferably, on the other hand, the temperature sensor is disposed on the actuator 30. Indeed, the proximity of the actuator 30 and the additive reservoir causes only a minimum temperature difference between the actuator and the actuator 30. additive in the additive tank. Thus, the temperature sensor and the control unit 68 can be integrated in the metering pump 10.

Grâce à l'unité de commande 68, l'actionneur 30 de la pompe de dosage 10 peut être commandé en fonction de la température de manière à ajuster la vitesse de déplacement du piston 24, à ajuster ]la force appliquée par l'actionneur 30 ou à ajuster un volume prédéterminé d'additif à injecter pour ainsi réduire ou même éliminer l'effet compromettant d'une certaine plage de températures. Thanks to the control unit 68, the actuator 30 of the metering pump 10 can be controlled according to the temperature so as to adjust the speed of movement of the piston 24, to adjust the force applied by the actuator 30. or adjusting a predetermined volume of additive to be injected to thereby reduce or even eliminate the compromising effect of a certain temperature range.

Selon un autre aspect de l'invention, la pompe de dosage 10 comprend un actionneur 30 en forme de moteur pas-à-pas qui est alimenté par un courant de maintien pour maintenir le piston 24 dans sa position de repos. L'unité de commande 68 comprend au moins un capteur de température pour mesurer la température de l'actionneur 30 et un moyen pour augmenter le courant de maintien lorsque la température mesurée est inférieure à une température de seuil. A basse température, la force de ].'actionneur 30 est réduite. De plus, vu la viscosité accrue de l'additif liquide à basse température, la force nécessaire pour déplacer le piston 24 est plus importante. En augmentant le courant de maintien de l'actionneur 30, il se produit une dissipation d'énergie qui conduit à un échauffement de l'actionneur 30. Ainsi, l'application d'un courant de maintien plus élevé conduit à restituer de la force à l'actionneur 30. De plus, l'échauffement de l'actionneur 30 mène également à un échauffement de l'additif liquide et donc à une viscosité moins importante. Ainsi, le bon fonctionnement de la pompe de dosage 10 peut être assuré même en cas de température très basse. L'unité de commande 68 peut en outre comprendre un moyen pour détecter une perte de pas du moteur pas-à-pas et un moyen pour augmenter le courant de maintien lorsqu'une perte de pas est détectée. Une telle perte de pas est généralement une indication que la température de l'actionneur n'est pas suffisamment élevée. Lorsqu'une perte de pas est détectée, le courant de maintien According to another aspect of the invention, the metering pump 10 comprises an actuator 30 in the form of a stepper motor which is supplied with a holding current to hold the piston 24 in its rest position. The control unit 68 comprises at least one temperature sensor for measuring the temperature of the actuator 30 and means for increasing the holding current when the measured temperature is lower than a threshold temperature. At low temperature, the force of the actuator 30 is reduced. In addition, given the increased viscosity of the liquid additive at low temperature, the force required to move the piston 24 is greater. By increasing the holding current of the actuator 30, there is a dissipation of energy which leads to a heating of the actuator 30. Thus, the application of a higher holding current leads to restore the force to the actuator 30. In addition, the heating of the actuator 30 also leads to a heating of the liquid additive and therefore to a lower viscosity. Thus, the proper operation of the metering pump 10 can be ensured even in the case of very low temperature. The control unit 68 may further include means for detecting step loss of the stepper motor and means for increasing the hold current when a step loss is detected. Such a step loss is generally an indication that the temperature of the actuator is not high enough. When a loss of step is detected, the holding current

-11- est appliqué pour échauffer l'actionneur 30 et garantir ainsi le bon fonctionnement de la pompe de dosage. Il est à noter que l'unité de commande 68 comprend de préférence à la fois les moyens nécessaires pour ajuster la commande du piston et les moyens nécessaires pour ajuster le courant de maintien. Il n'est cependant pas exclu de prévoir séparément une première unité de commande comprenant les moyens nécessaires pour ajuster la commande du piston et une seconde unité de commande comprenant les moyens nécessaires pour ajuster le courant de maintien. -11- is applied to heat the actuator 30 and thus ensure the proper operation of the metering pump. It should be noted that the control unit 68 preferably comprises both the means necessary to adjust the control of the piston and the means necessary to adjust the holding current. However, it is not excluded to provide separately a first control unit comprising the means necessary to adjust the control of the piston and a second control unit comprising the means necessary to adjust the holding current.

Selon un autre aspect de l'invention, la pompe de dosage 10 comprend en outre une unité de gestion 70, représentée schématiquement sur la figure 1 en dehors de la pompe de dosage 10. De préférence, l'unité de gestion 70 est intégrée dans la pompe de dosage 10. En outre, l'unité de commande 68 et l'unité de gestion 70 forment de préférence une unité commune. L'unité de gestion 70 comprend un moyen pour déterminer le volume d'additif liquide à injecter dans le réservoir à carburant. Un capteur du niveau de carburant dans le réservoir à carburant peut être utilisé pour mesurer le niveau de carburant avant et après la phase de remplissage du réservoir à carburant. Sur base de la différence de volume ainsi déterminée, l'unité de gestion 70 détermine le volume d'additif à injecter dans le réservoir à carburant. Cette détermination peut être effectuée grâce à un algorithme ou un tableau mémorisé. L'unité de gestion 70 comprend un moyen pour déterminer une interruption d'une l'alimentation en courant à l'actionneur et un moyen de stockage pour stocker, en cas d'une telle interruption, une information sur le volume injecté et une information sur le statut du piston lors de l'interruption. L'information sur le statut du piston comprend la position et la direction du piston lors de l'interruption. L'information sur le volume injecté comprend de préférence le volume d'additif liquide restant à injecter. Alternativement, l'information sur le volume injecté peut comprendre le volume total d'additif liquide à injecter et le volume d'additif liquide déjà injecté. L'unité de gestion70 permet à la pompe de dosage 10 de reprendre le cycle d'injection d'additif à l'instant précis de l'interruption pour assurer ainsi le dosage correct d'additif. -12- Signes de référence 10 pompe de dosage 12 corps de pompe 14 membrane 16 chambre de dosage 18 chambre d'actionnement 20 port d'entrée 22 port de sortie 24 piston 26 tête de piston 28 tige 30 actionneur 31 portion filetée 32 paroi d'extrémité 36 tubulure d'entrée 38 tubulure de sortie 40 vanne anti-retour 40' vanne anti-retour 42 élément de guidage 44 paroi latérale 46 siège de clapet 48 ouverture de passage 50 clapet 52 tige axiale 54 obturateur 55 extrémité amont de la tige axiale 56 première protubérance 58 seconde protubérance 60 élément limitateur de course 62 extrémité aval de la tige axiale 64 couche en matériau élastique 66 port de régulation de pression 68 unité de commande 70 unité de gestion According to another aspect of the invention, the metering pump 10 further comprises a management unit 70, shown schematically in FIG. 1 outside the metering pump 10. Preferably, the management unit 70 is integrated in In addition, the control unit 68 and the management unit 70 preferably form a common unit. The management unit 70 includes means for determining the volume of liquid additive to be injected into the fuel tank. A fuel level sensor in the fuel tank can be used to measure the fuel level before and after the refueling phase of the fuel tank. Based on the volume difference thus determined, the management unit 70 determines the volume of additive to be injected into the fuel tank. This determination can be made by means of an algorithm or a memorized chart. The management unit 70 comprises a means for determining an interruption of a power supply to the actuator and a storage means for storing, in the event of such an interruption, information on the injected volume and a piece of information. on the status of the piston during the interruption. The status information of the piston includes the position and direction of the piston during the interruption. The information on the volume injected preferably comprises the volume of liquid additive remaining to be injected. Alternatively, the information on the volume injected may comprise the total volume of liquid additive to be injected and the volume of liquid additive already injected. The management unit 70 allows the metering pump 10 to resume the additive injection cycle at the precise moment of the interruption to ensure the correct dosage of additive. -12- Reference symbols 10 metering pump 12 pump housing 14 diaphragm 16 metering chamber 18 actuating chamber 20 inlet port 22 outlet port 24 piston 26 piston head 28 stem 30 actuator 31 threaded portion 32 wall d end 36 inlet pipe 38 outlet pipe 40 non-return valve 40 'non-return valve 42 guide element 44 side wall 46 valve seat 48 through opening 50 valve 52 axial stem 54 shutter 55 upstream end of the stem axial 56 first protrusion 58 second protrusion 60 stroke limiting element 62 downstream end of the axial rod 64 layer of elastic material 66 pressure regulating port 68 control unit 70 management unit

Claims

A method of injecting a liquid additive into a fuel tank using a diaphragm syringe type dosing pump, the dosing pump comprising a diaphragm arranged in a pump body, the diaphragm dividing the inside the pump into a metering chamber and an actuating chamber; the metering chamber being in communication with an inlet port connected to an additive tank and an outlet port connected to the fuel tank; the actuating chamber comprising an actuator and a piston connected to the diaphragm, the actuator moving the piston between a rest position and an extended position, the method comprising the steps of: - determining the volume of liquid additive to be injected ; - control the actuator so as to move the piston of the metering pump towards its extended position so as to suck a specific volume of liquid additive into the metering chamber; actuating the actuator so as to move the piston of the metering pump towards its rest position so as to inject the determined volume of liquid additive from the metering chamber into the fuel tank, characterized in that the method further comprises the steps of: - determining the temperature of the liquid additive; and 20 - controlling the actuator as a function of the measured temperature.

2. Method according to claim 1, characterized in that the step of controlling the actuator as a function of the measured temperature comprises the step of adjusting the speed of movement of the piston as a function of the measured temperature. 25

The method of claim 2, further comprising the further step of adjusting the force applied by the actuator as a function of the measured temperature.

The method of claim 2 or 3, further comprising the further step of adjusting the determined volume as a function of the measured temperature.

5. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the step of determining the volume of liquid additive to be injected comprises: determining the volume difference before and after a filling phase of the fuel tank

The method of any of the preceding claims, wherein the step of determining the temperature of the liquid additive comprises measuring the temperature at the actuator of the metering pump.

A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein a holding current is applied to the actuator to maintain the piston in its rest position, characterized in that the step of controlling the actuator according to the the measured temperature comprises the step of applying a higher holding current as a function of the measured temperature.

The method of claim 7, wherein the higher holding current is applied for a predetermined time. 20

The method of claim 7 or 8, wherein the higher holding current is applied until a threshold temperature is reached.

The method of any one of claims 7 to 9, wherein a control electronics monitors the step loss of the actuator and wherein, when such a step loss is detected, the higher sustain current is applied for a predetermined duration.

11. A method according to any one of the preceding claims, wherein the current supply to the actuator can be interrupted, characterized in that the method comprises the steps of: storing in memory the total volume of liquid additive to be injected and the volume of liquid additive already injected or storing in memory the volume of liquid additive remaining to be injected; storing in memory the status of the actuator during the interruption, the status including the position and the direction of the piston during the interruption; and when the power supply to the actuator is restored, resume the liquid additive injection cycle where the cycle has been interrupted based on the information stored in memory

The method of any of the preceding claims, wherein the actuating chamber is in communication with the atmosphere during operation of the actuator.