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Patent 2685821 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2685821
(54) English Title: PROCEDE DE REGLAGE DES PARAMETRES D'INJECTION, DE COMBUSTION ET/OU DE POST-TRAITEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A AUTO-ALLUMAGE
(54) French Title: METHOD OF ADJUSTING INJECTION, COMBUSTION AND/OR POST-TREATMENT PARAMETERS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AUTO-IGNITION
Status: Expired and beyond the Period of Reversal
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F02D 41/38 (2006.01)
  • F02D 41/22 (2006.01)
  • G01N 21/359 (2014.01)
(72) Inventors :
  • FOURNEL, JOHAN (France)
  • LUNATI, ALAIN (France)
(73) Owners :
  • SP3H
(71) Applicants :
  • SP3H (France)
(74) Agent: SMART & BIGGAR LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2017-01-17
(86) PCT Filing Date: 2008-05-07
(87) Open to Public Inspection: 2008-12-18
Examination requested: 2013-01-07
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2008/000645
(87) International Publication Number: FR2008000645
(85) National Entry: 2009-10-30

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
0754908 (France) 2007-05-07

Abstracts

English Abstract

The present invention relates to a method of adjusting injection, combustion and/or post-treatment parameters of an internal combustion engine with auto-ignition, characterized in that it comprises a step for determining the content and the type of biofuel present in the fuel feeding the injection system. The invention also relates to a motorization system and equipment for implementing this method, implementing a sensor (8) for determining the content and the type of biofuel present in the fuel feeding the injection system.


French Abstract



La présente invention concerne un procédé de réglage des paramètres
d'injection, de combustion et/ou de post-traitement
d'un moteur à combustion interne à auto-allumage caractérisé en ce qu'il
comporte une étape de détermination de la teneur
et du type de biocarburant présent dans le carburant alimentant le système
d'injection. L'invention concerne également un système
de motorisation et un équipement pour la mise en oeuvre de ce procédé, mettant
en oeuvre un capteur (8) pour la détermination de la
teneur et du type de biocarburant présent dans le carburant alimentant le
système d'injection.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


19
REVENDICATIONS
1. Procédé de réglage des paramètres d'injection, de
combustion et/ou de post-traitement d'un moteur à combustion
interne à auto-allumage caractérisé en ce qu'il comporte une
étape de détermination de la teneur de biocarburant présent dans
le carburant alimentant le système d'injection au moyen d'un
capteur spectroscopique, le procédé en outre incluant le
stockage des informations liées à la teneur de biocarburant dans
le carburant dans une mémoire et la réutilisation des dernières
informations ainsi stockées pour prépositionner les paramètres
d'injection, de combustion et de post traitement pour réduire
les émissions polluantes lors d'un démarrage du véhicule.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
capteur spectroscopique est un capteur proche infrarouge.
3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il
comporte une étape de détermination du type de biocarburant
présent dans le carburant alimentant le système d'injection.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il
comporte une étape d'ajustement du taux d'injection de réactifs
et ou d'additifs de post-traitement en fonction de la teneur
et/ou du type de biocarburant dans le carburant alimentant le
moteur.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il
comporte une étape d'ajustement d'au moins un des paramètres
d'injection tel que l'avance à l'injection, le nombre
d'injection, les durées d'injection, le taux d'introduction du

20
carburant, la gestion de la suralimentation, tel que le débit,
la pression et la température d'air admis, la variation de la
section du distributeur de turbine dans le cas de turbine à
géométrie variables en fonction de la teneur et/ou du type de
biocarburant dans le carburant alimentant le moteur.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il
comporte une étape d'ajustement d'au moins un des paramètres de
combustion tel que le taux de re-circulation des gaz
d'échappement (EGR), le refroidissement des gaz d'échappement
re-circulés, le taux de compression dans le cas de moteur à taux
de compression variable et l'ouverture et la fermeture des
soupapes en fonction de la teneur et/ou du type de biocarburant
dans le carburant alimentant le moteur Diesel de manière à
minimiser les émissions polluantes à la source.
7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il
comprend l'enregistrement dans la mémoire d'un historique de la
teneur et/ou du type de biocarburant.
8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que
ladite étape de détermination de la teneur et/ou du type de
biocarburant dans le carburant et le prépositionnement et
l'optimisation des paramètres d'injection, de combustion et de
post traitement sont exécutées périodiquement et/ou sur ordre du
système numérique ou électronique en charge de la gestion du
contrôle moteur, et/ou dès lors qu'un nouveau remplissage du
réservoir est effectué.

21
9.
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la
teneur et/ou le type de biocarburant dans le carburant sont
déterminés à partir d'un capteur proche infrarouge implanté sur
le circuit carburant, comprenant le système de remplissage du
réservoir, le réservoir, le module jauge pompe, le ou les
filtres à carburant, le circuit d'alimentation en carburant du
moteur et le circuit retour vers le réservoir.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le
capteur est autonettoyant.
11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que
l'étape de détermination de la teneur et du type de biocarburant
dans le carburant inclus un autodiagnostic de la validité du
capteur et de la teneur et/ou du type de biocarburant
déterminés.
12. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les
informations issues de la détermination de la teneur et/ou du
type de biocarburant dans le carburant sont réconciliés et
comparés avec les informations issus d'autres capteurs existants
dans le but de confirmer le bon fonctionnement de l'ensemble de
ces capteurs ou le cas échéant d'informer l'OBD (On board
Diagnostic) de la défaillance d'un ou plusieurs de ces capteurs.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que
lorsqu'un disfonctionnement d'un ou plusieurs capteurs est
observé, l'utilisateur du véhicule est informé de manière
visuelle ou sonore.

22
14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que
lorsqu'un disfonctionnement d'un ou plusieurs capteurs est
observé, la société en charge de la maintenance du véhicule est
informée par le biais de communication sans fil.
15. Équipement pour la mise en uvre du procédé selon l'une au
moins des revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend
un capteur spectroscopique implanté sur le circuit carburant, et
un calculateur pour la détermination de la teneur de
biocarburant dans le carburant.
16. Équipement selon la revendication 15, caractérisé en ce
que le capteur spectroscopique est un capteur proche infrarouge.
17. Procédé de réglage des paramètres d'injection, de
combustion et/ou de post-traitement d'un moteur à combustion
interne à auto-allumage caractérisé en ce que qu'il comporte une
étape de détermination de la teneur de biocarburant présent dans
le carburant alimentant le système d'injection au moyen d'un
capteur spectroscopique, le procédé en outre incluant le
stockage des informations liées à la teneur de biocarburant dans
le carburant et l'enregistrement dans une mémoire d'un
historique de cette teneur et en ce que lorsqu'un
dysfonctionnement du capteur ou de la détermination erronée de
la teneur est diagnostiquée, prendre en compte la teneur la plus
défavorable et régler les paramètres d'injection, de combustion
et de post traitement de manière sécuritaire visant à réduire
les risques d'émissions polluantes au détriment de la
performance du moteur.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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PROCÉDÉ DE RÉGLAGE DES PARAMETRES D'INJECTION, DE
COMBUSTION ET/OU DE POST-TRAITEMENT D'UN MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE A AUTO-ALLUMAGE
L'invention concerne un procédé permettant la
réduction d'émissions polluantes à la source et
l'optimisation de la dépollution d'un moteur Diesel en
modifiant les paramètres d'injection, de combustion et de
post traitement en fonction de la teneur de biocarburant
contenu dans le carburant.
L'ajout de composés d'origine agricole de type
ester par exemple dans le carburant commercial minimise
les émissions globales de gaz à effet de serre, mais
influe aussi sur les émissions polluantes, notamment sur
les émissions d'oxydes d'azote (N0x) et les particules.
De nombreuses études telles que A Comprehensive
Analysis of Biodiesel Impacts on Exhaust Emissions
(United States Environmental Protection Agency , Air and
Radiation EPA420-P-02-001 October 2002) ont démontré que
l'ajout d'ester dans le carburant impacte les émissions
polluantes du moteur à réglage constant. Ceci
s'expliquant par la différence chimique notable entre les
molécules hydrocarbonées constituant le carburant fossile
et les composés oxygénés de famille ester par exemple.
Ces biocarburants sont incorporés dans le gazole
dans de nombreux pays et le pourcentage de biocarburant
dans le gazole est très variable. Il existe notamment des
directives politiques très différentes d'un pays à un
autre recommandant la teneur en biocarburant dans le
carburant. D'autre part il existe des contraintes de
raffinage imposées par les spécifications commerciales
limitant les degrés de liberté dans l'incorporation de

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biocarburant en fonction des bases de raffinage
constituant le carburant fossile.
De nombreux procédés permettent d'estérifier les
huiles végétales d'origine agricole dans le but de
synthétiser des produits pouvant être incorporés au
carburant. De plus, les huiles végétales ont des origines
très diverses comme le colza, le palme, le soja et autres
végétaux. Les futurs procédés permettront d'élargir la
diversité des biocarburants en utilisant la biomasse et
les graisses d'origine animales par exemple. La diversité
des sources et des procédés d'estérification entraîne des
différences importantes sur la structure chimique tel que
le nombre de carbone constituant les chaînes
hydrocarbonées de part et d'autre du groupement chimique
ester. Ces spécificités chimiques notables entraînent des
différences importantes en termes d'émission d'oxydes
d'azote et de particules lors de leur combustion.
La diversité des procédés d'estérification,
combinée aux multiples sources de matières premières, aux
contraintes de raffinage et de qualité et aux différentes
recommandations et directives des gouvernements,
impliquent que les carburants dédiés aux moteurs Diesel
distribués présentent une variabilité grandissante,
notamment sur la teneur et/ou le type de biocarburant
incorporé.
Les moteurs actuels doivent être en mesure de
fonctionner et d'émettre une quantité de polluants
inférieure aux normes en vigueur et ceci sur la gamme de
variabilité des carburants distribués contenant une
proportion et un type variables de biocarburant. Pour ce
faire, cette contrainte est prise en compte dès le design

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du moteur et des gardes de sécurité sont prises au niveau
du contrôle moteur. Le moteur n'est donc pas réglé à
l'optimum pour tous les carburants, mais des compromis de
réglages d'injection et de combustion sont réalisés pour
que le fonctionnement du moteur soit assuré quel que soit
le taux et/ou le type de biocarburant incorporé dans le
carburant.
Des efforts sont aussi réalisés au niveau du post
traitement, notamment pour le filtre à particules
additivé et le système de transformation des oxydes
d'azote (DeN0x).
Pour le bon fonctionnement du filtre à particule
additivé, une teneur constante en additif dans le
carburant est régulée ; à chaque nouveau remplissage du
réservoir de carburant, la quantité d'additif à injecter
est déterminée en fonction du volume de carburant
introduit dans le réservoir. Pour que le filtre à
particule fonctionne quels que soient la teneur et le
type de biocarburant du carburant, une marge de sécurité
est prise dans l'injection de l'additif et cette
injection n'est pas optimisée en fonction de la teneur et
du type de biocarburant dans le carburant.
Les systèmes de post traitement des oxydes d'azote
(N0x) utilisent un réactif et un catalyseur. Le procédé
le plus utilisé aujourd'hui implique comme réactif une
solution d'urée permettant la libération d'ammoniaque
convertissant le monoxyde d'azote en azote selon
l'équation suivante :
4 NO + 4NH3 + 02 4 N2 4- 61120
Ce procédé doit être finement contrôlé de manière à
d'une part injecter suffisamment de réactif pour assurer
la conversion des oxydes d'azote et d'autre part éviter
d'injecter un excès d'additif qui entraînerait une
libération d'ammoniaque dans l'atmosphère, néfaste pour

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l'environnement. Pour ce faire, ce procédé DeN0x inclut
un capteur mesurant la concentration en oxyde d'azote en
aval du système de post traitement. Ce capteur dirigeant
la régulation en post contrôle.
La variabilité en teneur et type de biocarburant
dans le carburant et ses impacts sur les émissions de
particules et NOx sont donc aujourd'hui appréhendés par :
= Une teneur en additif dans le gazole suffisante
pour assurer le bon fonctionnement du filtre à particules
additivé quel que soit le carburant et sa teneur et type
de biocarburant.
= Un post contrôle basé sur le capteur de NOx
Situé en aval du post traitement pour injecter la juste
quantité de réactif pour assurer la transformation des
oxydes d'azote.
L'ajout non optimisé en fonction de la teneur et du
type de biocarburant dans le carburant des additifs
utilisés pour le post traitement des particules par le
filtre à particules additivé induit soit un
dimensionnement en excès du réservoir d'additif soit un
remplissage plus fréquent de ce réservoir. Les
contraintes d'encombrement à bord d'un véhicule limitent
le volume disponible pour le réservoir d'additif. D'autre
part, les constructeurs souhaitent que les intervalles de
kilométrage entre deux remplissages du réservoir
d'additif soient le plus grands possible et pas à la
charge de l'automobiliste. L'utilisation de l'additif en
excès ne répond pas à ces contraintes d'encombrement ni
d'intervalle entre deux remplissages.
Le post contrôle du système DeNOX basé sur le
capteur NOx situé en aval du post traitement est un
contrôle réactif et correctif mais non préventif, en

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effet, la régulation augmente le taux de réactif si le
capteur détecte une concentration de NOx supérieure à une
valeur cible et inversement limite le taux de réactif
lorsque le capteur détecte une concentration de NOx
5 inférieure à la valeur cible. L'amplitude des
oscillations autour de la valeur cible et le temps
nécessaire à la régulation pour atteindre cette valeur
cible peut être affectée de manière négative par la
teneur et le type de biocarburant dans le carburant ;
ceci entraînant une augmentation temporaire d'émissions
polluantes.
Le filtre à particules additivé devient une
solution prédominante pour la dépollution des véhicules
Diesel depuis le début des années 2000 et les systèmes
DeN0x utilisant le réactif AdBlue par exemple équipent de
plus en plus de véhicules Diesel depuis 2004.
Les normes anti-pollution sont de plus en plus
sévères et les constructeurs de véhicules et motoristes
se doivent constamment de réduire les émissions
réglementées dans les gaz d'échappement, comme les oxydes
d'azote et les particules, pour chaque véhicule ou moteur
vendu, sur l'ensemble de son cycle de vie, et ceci en
assurant un coût additionnel minimum.
Il existe donc un besoin d'améliorer la gestion de
l'injection, de la combustion et du post traitement des
moteurs Diesel en prenant en compte la teneur et/ou le
type de biocarburant du carburant.
Le document US2004000275 traite d'un système
d'injection de carburant fournissant à un véhicule la
capacité d'évaluer le carburant dans son propre système
permettant d'améliorer les paramètres d'injection. Ce

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système se limite à l'amélioration des réglages des
paramètres d'injection et s'oriente vers le traitement
des carburants pour moteurs à allumage commandés. De
plus, ce document ne décrit pas la méthode de mesure
embarquée de la qualité du carburant.
Le document WO 94/08226 traite d'un procédé
embarqué de détermination par spectroscopie proche
infrarouge des propriétés du carburant. Ce procédé ne
comprend pas la détermination du taux de biocarburant
dans le carburant alimentant un moteur Diesel et ne
prévoit aucune action visant à minimiser les polluants à
la source ni à optimiser les paramètres de post
traitement du moteur.
Le document Fluid Condition Monitoring Sensors
for Diesel Engine Control met en avant un système
embarqué permettant d'appréhender le taux de FANE
(Fatty Methyl Ester) dans le Gazole. Le procédé utilisé
est un capteur infrarouge. La technologie infrarouge
présente le désavantage majeur de la faible durée de vie
de la source lumineuse ne répondant que partiellement aux
contraintes de robustesse imposées par le marché
automobile par exemple. De plus, ce procédé nécessite un
capteur à application unique permettant exclusivement de
mesurer le taux de biodiesel dans le Diesel ou le taux
d'éthanol dans l'essence impliquant de fait un coût
supplémentaire spécifique pour répondre à une
problématique unique.
Le document WO 02095376 propose de contrôler le
mode de fonctionnement du moteur en fonction de l'analyse
des gaz d'échappement. Un tel procédé met en oeuvre un
capteur sur la ligne d'échappement devant répondre aux

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exigences de robustesse du marché automobile par exemple,
et ceci dans un environnement particulièrement difficile
(acidité des gaz par exemple) ; ceci induisant un surcoût
notable. D'autre part, le contrôle des paramètres du
moteur en fonction de l'analyse des gaz d'échappement est
par définition un contrôle réactif et à posteriori
induisant la présence d'émissions lors des régimes
transitoires notamment.
Le document W02006100377 décrit l'optimisation d'un
moteur à combustion mettant en uvre une mesure de la
structure moléculaire du carburant par proche infrarouge.
La présente invention ne nécessite pas de considérer un
tel détail de structure moléculaire, mais s'attache à la
caractérisation de fonctions chimiques, de familles de
composés chimiques et de reconnaissance de groupe de
molécules permettant d'appréhender le taux et le type de
biocarburant dans le carburant.
L'invention vise à répondre au besoin de
détermination de la teneur et du type de biocarburant
dans le carburant en adéquation avec le couple
carburant/émissions polluantes, ceci en proposant un
procédé de prépositionnement des paramètres d'injection,
de combustion et de post traitement en se basant sur la
teneur et le type de biocarburant du carburant.
A cet effet, l'invention permet de prépositionner
d'une part les paramètres d'injection et de combustion de
manière à minimiser les émissions polluantes à la source
en fonction de la teneur et du type de biocarburant du
carburant et d'autre part d'optimiser les paramètres de
post traitement de manière à minimiser les émissions
polluantes en sortie du véhicule tout en assurant la

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meilleure gestion des catalyseurs, additifs et réactifs
de post traitement.
Le procédé selon l'invention est adapté pour tout
type de biocarburants (Ester méthylique ou éthylique de
Colza, de palme, de tournesol et autres, ainsi que les
biocarburants de seconde génération et les futurs
biocarburants).
Un tel procédé comporte :
- une étape de détermination de la teneur en
biocarburant dans le carburant, et/ou
- une étape de détermination du type de
biocarburant dans le carburant,
- une étape de modification des réglages
d'injection (par exemple : avance à l'injection, nombre
d'injections, durée d'injection, taux d'introduction du
carburant, gestion de la suralimentation : Débit,
Pression et température d'air admis, Variation de la
section du distributeur de turbine dans le cas de turbine
à géométrie variable) en fonction de la teneur et du type
de biocarburant du carburant,
- une étape de modification des réglages de
combustion (par exemple : taux de circulation des gaz
d'échappement EGR, refroidissement de l'EGR, Taux de
compression dans le cas de moteur à taux de compression
variable, réglages de la suralimentation tels que le
débit, la pression et la température d'air admis) en
fonction de la teneur et/ou du type de biocarburant du
carburant,
- une étape de modification des réglages de post
traitement (par exemple : quantité de réactif injecté
pour le traitement DeN0x, quantité d'additif injecté pour

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le traitement des particules par filtre à particule
additivé, quantité d'oxygène ajouté pour la post
oxydation des suies) en fonction de la teneur et/ou du
type de biocarburant du carburant.
- une étape de stockage de l'information relative
à la teneur et/ou au type de biocarburant dans le
carburant.
Ce procédé est appliqué à fréquence définie et/ou
sur événement. Ce procédé est appliqué au moins à chaque
remplissage en carburant. Le démarrage du procédé étant
dirigé par une variation positive notable du niveau de
carburant indiqué par la jauge à carburant.
La mise en uvre du procédé implique préalablement
la calibration des lois, paramètres et cartographie
d'injection, de combustion et post traitement. Cette
calibration permettant de définir des stratégies
distinctes de contrôle moteur afin de prendre en
considération la teneur et/ou le type de biocarburant du
carburant.
Un tel procédé permet, grâce au stockage des
informations relatives à la teneur et/ou au type de
biocarburant du carburant, de minimiser les émissions
polluantes lors d'un démarrage à froid en optimisant les
paramètres d'injection, de combustion et de post
traitement en prenant en compte la dernière information
stockée relative à la teneur et/ou au type de
biocarburant du carburant.
Un tel procédé permet de réconcilier les
informations issues de la détermination du taux et du
type de biocarburant du carburant selon notre invention

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avec d'autres capteurs existants (notamment le capteur de
NOx situé en aval du post traitement) dans le but de
confirmer le bon fonctionnement de ces dits capteurs ou
le cas échéant d'informer l'OBD (On Board Diagnostic) de
la défaillance d'un ou de plusieurs de ces capteurs.
Selon une réalisation particulière, la teneur et/ou
le type de biocarburant du carburant est déterminée à
partir d'un capteur. Ce capteur est implanté sur le
circuit carburant comprenant le système de remplissage,
le réservoir, le module jauge pompe, le ou les filtres à
carburant, le circuit d'alimentation du moteur et le
circuit retour vers le réservoir.
Selon une réalisation particulière, le capteur
permettant les déterminations de la teneur et/ou le type
de biocarburant du carburant sont basées sur une analyse
spectroscopique utilisant la technologie proche
infrarouge. En effet, le proche infrarouge est
particulièrement bien adapté au diagnostic qualitatif des
carburants dans le sens où le proche infrarouge est une
méthode très sensible et que le spectre proche infrarouge
peut être considéré comme l'ADN du produit. De plus,
le proche infrarouge est particulièrement répétable.
La technologie proche infrarouge permet de plus
l'utilisation d'un spectromètre sans pièce mobile de type
réseau dispersif, transformé de Fourrier, diodes
émettrices et autres. Ces technologies peuvent être
miniaturisées. Les systèmes d'émission et de détection
peuvent être reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire de
fibre optique. Ainsi la technologie proche infrarouge
présente l'avantage d'être facilement intégrable à bord
d'un véhicule. Et présente une grande robustesse
impliquant de faibles coûts.

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. .
11
Il est possible de citer les ouvrages de référence pour le
proche infrarouge comme celui de L. G. WEYER publié en 1985 ou
le Handbook of near infrared analysis publié en 1992 ou des
publications plus spécifiques comme les applications
spectroscopiques en pétrochimie et raffinage comme présentées
dans les articles de Jérôme WORKMAN Jr en 1996 ou de M. VALLEUR
en 1999.
L'information contenue dans le spectre proche infrarouge du
carburant est extraite par traitement mathématique permettant de
déterminer la teneur et/ou le type de biocarburant du carburant.
Cette détermination de la teneur et/ou du type de biocarburant
est prise en compte pour l'optimisation des réglages
d'injection, de combustion et de post traitement dans le but de
minimiser les émissions polluantes du moteur.
Selon une réalisation particulière, le taux et/ou le type
de biocarburant sont calculés à partir de la détermination de la
structure moléculaire du produit. La structure moléculaire du
produit fournit en effet un niveau de détail extrêmement fin
permettant d'appréhender avec précision les spécificités du
biocarburant tels que les groupements Chimiques ou les familles
chimiques, par exemple par la mise en évidence du groupement
ester par l'intermédiaire de l'analyse de la structure
moléculaire.
L'invention a pour objet un procédé de réglage des
paramètres d'injection, de combustion et/ou de post-traitement
d'un moteur à combustion interne à auto-allumage caractérisé en
ce qu'il comporte une étape de détermination de la teneur de

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lia
biocarburant présent dans le carburant alimentant le système
d'injection au moyen d'un capteur spectroscopique, le procédé en
outre incluant le stockage des informations liées à la teneur de
biocarburant dans le carburant dans une mémoire et la
réutilisation des dernières informations ainsi stockées pour
prépositionner les paramètres d'injection, de combustion et de
post traitement pour réduire les émissions polluantes lors d'un
démarrage du véhicule.
L'invention a aussi pour objet un procédé de réglage des
paramètres d'injection, de combustion et/ou de post-traitement
d'un moteur à combustion interne à auto-allumage caractérisé en
ce que qu'il comporte une étape de détermination de la teneur de
biocarburant présent dans le carburant alimentant le système
d'injection au moyen d'un capteur spectroscopique, le procédé en
outre incluant le stockage des informations liées à la teneur de
biocarburant dans le carburant et l'enregistrement dans une
mémoire d'un historique de cette teneur et en ce que lorsqu'un
dysfonctionnement du capteur ou de la détermination erronée de
la teneur est diagnostiquée, prendre en compte la teneur la plus
défavorable et régler les paramètres d'injection, de combustion
et de post traitement de manière sécuritaire visant à réduire
les risques d'émissions polluantes au détriment de la
performance du moteur.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au
cours de la description qui suit, en référence aux figures
annexées.

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12
La figure 1 est une représentation schématique d'un
circuit d'alimentation en carburant d'un moteur dans
lequel le procédé selon l'invention est mis en uvre avec
un exemple de réalisation du capteur.
La figure 2 est une représentation schématique d'un
circuit d'alimentation en carburant d'un moteur avec
l'indication des localisations possibles du capteur.
La figure 3 est un diagramme représentant les
étapes du procédé et notamment les étapes de
détermination de la teneur et/ou du type de biocarburant
dans le carburant et les étapes de réglage du moteur
visant à minimiser les émissions polluantes.
En référence à la figure 1, on décrit un procédé de
minimisation des émissions polluantes d'un véhicule
équipé d'un moteur thermique en prenant en compte dans
les réglages d'injection, de combustion et de post
traitement, la teneur et/ou le type de biocarburant du
carburant.
Le moteur est alimenté en carburant par le circuit
carburant (1), comprenant un réservoir (2), un système de
remplissage du réservoir (3) et un circuit d'alimentation
en carburant (4). Le circuit comprend par exemple une ou
plusieurs pompes à carburant (5), un ou plusieurs filtres
à carburant (6) et le circuit retour vers le réservoir
(7).
Selon une réalisation représentée sur la figure 1,
un capteur spectroscopique (8) est implanté dans le
circuit carburant (1) et est relié au système
électronique ou numérique (13) permettant l'utilisation

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13
de la teneur et/ou du type de biocarburant du carburant
dans la gestion des paramètres d'injection, de combustion
et de post traitement.
Dans le cas d'une analyse proche infrarouge, le
capteur est constitué d'une source lumineuse (9), d'un
système de séparation de lumière, d'une cellule
d'échantillonnage du carburant (10), d'un système de
détection photosensible (11) et d'un calculateur dédié
(12). Il est possible de délocaliser le système
d'échantillonnage des autres composants du spectromètre
par l'intermédiaire de fibres optiques. Le calculateur
dédié (12) permet de piloter les séquences de mesure, de
régler et de contrôler le bon fonctionnement du capteur
(8). Le calculateur (12) contient les modèles
mathématiques permettant d'effectuer la totalité des
calculs associés au traitement du spectre proche
infrarouge permettant l'autodiagnostic du système de
mesure et la détermination de la teneur et du type de
biocarburant dans le carburant. Le calculateur (12) est
relié à un système électronique ou numérique (13)
permettant l'utilisation des informations relatives à la
teneur et/ou au type de biocarburant par le contrôle
moteur pour l'injection, la combustion et le post
traitement. Ce système électronique ou numérique pilote
les actuateurs (A) de régulation. Les fonctions réalisées
par le calculateur (12) peuvent être prises en charge et
réalisées directement par le système électronique ou
numérique (13).
Dans le cas du proche infrarouge, le capteur (8)
peut comporter indifféremment une seule source et un seul
détecteur ou plusieurs sources lumineuses et un seul
détecteur ou une seule source et plusieurs détecteurs ou
plusieurs sources lumineuses et plusieurs détecteurs. Il

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peut utiliser dans le cas du proche infrarouge notamment
des filtres interférentiels, des réseaux de Bragg, des
réseaux dispersifs, des cristaux liquides, un système à
Transformée de Fourier ou une caméra linéaire pour
séparer la lumière. Le microanalyseur (8) peut être à
accès séquentiels ou multiplexés.
Le capteur (8) peut être un spectroFtietre proche
infrarouge à barrette composées de plusieurs centaines de
photodiodes qui enregistrent chacune l'intensité
lumineuse à une longueur d'onde donnée. Le détecteur qui
compose le capteur (8) est un semi-conducteur à base de
Silicium (Si) ou d'un alliage de type complexe (InGaAs,
InAs, InSb, PbS, PbSe) à haute sensibilité ou un
composant de type CMOS ou CCD. Le détecteur peut être
refroidi ou non.
Le capteur (8) peut être placé dans le réservoir
(position Pl sur la figure 2), au niveau du système de
remplissage du réservoir (position P2 sur la figure 2),
dans le module jauge-pompe (position P3 sur la figure 2),
dans le circuit d'alimentation en carburant du moteur.
Dans ce dernier cas, le capteur (8) peut être placé entre
la pompe (5) et le filtre (6) (position P4 sur la figure
2), dans le filtre à carburant (position P5 sur la figure
2) ou après en aval du filtre à carburant (position P6
sur la figure 2). Le capteur peut être également implanté
dans le circuit retour du carburant (position P7 sur la
figure 2).
Le capteur (8) est agencé pour effectuer des
mesures dans les régions spectrales comprises entre 780
et 2500 nanomètres (12820 cm-4 à 4000 cm-1).10n peut par
exemple prévoir des plages de mesure successives
comprises entre 780 nanomètres et 1100 nanomètres (12820
=
=

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cm-' à 9090 cm-1), 1100 nanomètres et 2000 nanomètres (9090
cm-' à 5000 cm-1) et 2000 nanomètres et 2500 nanomètres
(5000 crel à 4000 cm'). à cet effet, le système
d'échantillonnage est agencé pour présenter un trajet
5 optique, c'est-à-dire une épaisseur de produit au travers
duquel se fait la mesure, comprise entre 0,5 millimètres
et 100 millimètres, c'est-à-dire des trajets optiques
correspondant aux plages de longueurs d'ondes de 50
millimètres à 100 millimètres dans le premier cas, de 10
10 millimètres à 20 millimètres dans le second cas et de 0.5
millimètres à 5 millimètres dans le dernier cas.
Le capteur (8) est agencé pour effectuer le spectre
proche infrarouge du carburant circulant dans le circuit
15 carburant d'alimentation du moteur en réflectance,
transmittance ou absorbance.
Le capteur (8) possède une résolution spectacle
(précision) réglable de 1 cm-' à 20 cm' préférentiellement
à 4 crif4.
Le système optique et d'échantillonnage du capteur
(8) peut être également autonettoyant ce qui permet
d'éviter d'avoir à le démonter afin de le nettoyer.
Les mesures des spectres en proche infrarouge du
carburant sont faîtes par exemple en absorbance dans les
zones de longueurs d'onde considérées. Les valeurs des
absorbances mesurées à chaque longueur d'onde
sélectionnée sont introduites dans des modèles
mathématiques et statistiques universels préalablement
calibrés sur une banque de données de référence, selon
les règles connues de la chimiométrie pour renseigner la

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matrice à entrées multiples permettant de déterminer la
teneur et le type de biocarburant dans le carburant.
Cette information qualitative est mise à
disposition du contrôle moteur qui modifie en fonction de
cette teneur et du type de biocarburant le réglage
(paramétrage, lois et cartographies) de l'injection, de
la combustion et du post traitement de manière à
optimiser les réglages dans le but de minimiser les
émissions polluantes issues du moteur.
Les meilleurs paramétrages, lois et/ou
cartographies d'injection, de combustion et de post
traitement du moteur sont choisis par le système
électronique ou numérique en fonction des informations
usuelles relevées par les différents capteurs et
détecteurs mais également par le capteur (8) qui le
renseigne désormais sur la teneur et/ou le type de en
biocarburant dans le carburant.
Les paramétrages, lois et
cartographie moteur
peuvent être choisis pour minimiser limiter les émissions
dans les gaz d'échappement à iso performance du moteur ou
pour augmenter les performances du moteur à iso
émissions.
Les déterminations de la teneur et du type de
biocarburant du carburant peuvent être effectuées par le
capteur (8) régulièrement dans le temps.
Selon une réalisation particulière, un détecteur du
volume de carburant présent dans le réservoir (2) peut
être également prévu. Le lancement de la prise de mesure
du capteur (8) est alors commandé pour se produire à
chaque fois que le réservoir est rempli (augmentation du
volume dans le réservoir).

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Une étape de stockage des informations relatives à
la teneur et/ou au type de biocarburant est utilisée de
façon à former un historique de cette teneur et de ce
type de biocarburant. Lors du démarrage du moteur, la
dernière teneur et le dernier type de biocarburant stocké
sont utilisés par le contrôle moteur pour ajuster les
paramètres, lois et cartographie d'injection, de
combustion et de post traitement en fonction de la teneur
et du type de biocarburant.
Le procédé selon l'innovation inclut un système
d'autodiagnostic permettant de s'assurer du bon
fonctionnement du capteur (8). En cas de défaillance du
capteur (8), l'autodiagnostic détecte la panne et informe
le système numérique ou électronique en charge du
contrôle moteur de ladite panne. Ce système électronique
ou numérique prend dans ces conditions les actions
suivantes :
= Le système suppose que la teneur et/ou le type
de biocarburant dans le carburant sont les plus
défavorables et règle en fonction les paramètres, lois et
cartographies d'injection, de combustion et post
traitement de manière à minimiser les émissions
polluantes au détriment de la performance.
= Le système informe l'OBD ( On
Board
Diagnostic ) de la défaillance du capteur (8).
= Le système informe l'utilisateur du moteur ou la
société chargée de sa maintenance de la défaillance du
capteur (8).
La figure 3 représente les différentes étapes du
procédé :

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- étape A : collecte du spectre proche infrarouge
du carburant
- étape B : autodiagnostic du capteur appliqué sur
le spectre proche infrarouge
- étape C : Communication du statut de la
détermination de la teneur et/ou du type de biocarburant
au système centralisé de diagnostique (On Board
Diagnostic)
- étape D : détermination de la teneur et/ou du
type de biocarburant dans le carburant à partir du
traitement mathématique appliqué au spectre proche
infrarouge du carburant
- étape E : En cas de validité du capteur,
transfert de l'information relative à la teneur et/ou au
type de biocarburant au système numérique ou électronique
en charge du contrôle moteur
- étape F : sélection ou modification des
paramètres, lois et/ou cartographies adaptés par le
système numérique ou électronique en charge du contrôle
moteur;
- étape G : réglage du moteur en fonction des
paramètres, lois et/ou cartographies adaptés.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Time Limit for Reversal Expired 2018-05-07
Letter Sent 2017-05-10
Grant by Issuance 2017-01-17
Inactive: Cover page published 2017-01-16
Inactive: Final fee received 2016-12-02
Pre-grant 2016-12-02
Notice of Allowance is Issued 2016-06-02
Letter Sent 2016-06-02
Notice of Allowance is Issued 2016-06-02
Inactive: Approved for allowance (AFA) 2016-05-25
Inactive: Q2 passed 2016-05-25
Inactive: Delete abandonment 2016-04-25
Inactive: Office letter 2016-04-25
Inactive: Adhoc Request Documented 2016-04-25
Inactive: Correspondence - Prosecution 2016-03-22
Amendment Received - Voluntary Amendment 2015-12-17
Inactive: Abandoned - No reply to s.30(2) Rules requisition 2015-12-17
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2015-06-17
Inactive: Report - No QC 2015-06-05
Change of Address or Method of Correspondence Request Received 2015-03-04
Amendment Received - Voluntary Amendment 2014-09-11
Inactive: IPC assigned 2014-06-11
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2014-03-11
Inactive: Report - No QC 2014-03-07
Inactive: IPC expired 2014-01-01
Inactive: IPC removed 2013-12-31
Letter Sent 2013-01-29
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2013-01-07
All Requirements for Examination Determined Compliant 2013-01-07
Request for Examination Received 2013-01-07
Inactive: Correspondence - PCT 2013-01-07
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2011-07-06
Inactive: IPC assigned 2010-12-03
Letter Sent 2010-10-13
Reinstatement Requirements Deemed Compliant for All Abandonment Reasons 2010-09-27
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2010-06-02
Letter Sent 2010-05-11
Inactive: Office letter 2010-05-11
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2010-05-07
Inactive: Cover page published 2010-04-01
Inactive: Acknowledgment of national entry correction 2010-03-23
Inactive: IPC assigned 2010-03-10
Inactive: First IPC assigned 2010-03-10
Inactive: IPC assigned 2010-03-10
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2010-03-08
Inactive: Single transfer 2010-03-02
Inactive: Incomplete PCT application letter 2010-02-22
Inactive: Declaration of entitlement - PCT 2010-01-29
Application Received - PCT 2009-12-14
National Entry Requirements Determined Compliant 2009-10-30
Application Published (Open to Public Inspection) 2008-12-18

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2010-05-07

Maintenance Fee

The last payment was received on 2016-04-22

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Owners on Record

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Current Owners on Record
SP3H
Past Owners on Record
ALAIN LUNATI
JOHAN FOURNEL
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Documents

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2009-10-29 18 680
Abstract 2009-10-29 2 79
Claims 2009-10-29 5 155
Drawings 2009-10-29 2 46
Representative drawing 2010-02-24 1 13
Description 2014-09-10 19 720
Claims 2014-09-10 4 145
Representative drawing 2016-12-22 1 10
Reminder of maintenance fee due 2010-01-10 1 112
Notice of National Entry 2010-03-07 1 195
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2010-05-10 1 101
Notice of National Entry 2010-06-01 1 210
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2010-07-04 1 172
Notice of Reinstatement 2010-10-12 1 163
Notice of National Entry 2011-07-05 1 196
Reminder - Request for Examination 2013-01-07 1 117
Acknowledgement of Request for Examination 2013-01-28 1 176
Commissioner's Notice - Application Found Allowable 2016-06-01 1 163
Maintenance Fee Notice 2017-06-20 1 178
Correspondence 2010-02-21 1 20
Correspondence 2010-01-28 2 49
PCT 2009-10-29 6 152
Correspondence 2010-03-22 2 126
Correspondence 2010-05-10 1 17
Correspondence 2013-01-06 6 163
Correspondence 2015-03-03 3 119
Examiner Requisition 2015-06-16 4 286
Correspondence 2016-04-24 1 25
Final fee 2016-12-01 2 79