Brevet FR2635823A1 — publié le 19900302

La présente invention est relative à un dispositif de vérification de l'état de fonctionnement d'un système de récupération de vapeurs issues d'un réservoir d'essence et, plus particulièrement, à un tel dispositif conçu pour être- installé dans un véhicule automobile propulsé par un moteur à combustion interne. Lors du remplissage du réservoir d'essence d'un tel véhicule, ou lorsque l'essence ~contenue dans ce réservoir est soumise à un échauffement, il se produit un dégagement de vapeurs d'essence, au-dessus de la surface libre de l'essence contenue dans le réservoir. Ces vapeurs sont normalement évacuées vers l'air libre. Cependant, certaines législations antipollution imposent la récupération de ces vapeurs pour protéger l'environnement. Pour se conformer à ces législations, on a conçu des systèmes de récupération de vapeurs qui comprennent essentiellement une cartouche remplie de charbon actif, la cartouche étant raccordée au réservoir d'essence pour recueillir les vapeurs d'hydrocarbures qui s'en dégagent, ces vapeurs étant absorbées par le charbon actif jusqu'à saturation de celui-ci. Pour éviter d'avoir à remplacer la cartouche quand le charbon actif est saturé, on incorpore au système des moyens de régénération du charbon actif qui opèrent par balayage de ce charbon actif avec un courant d'air. En effet le charbon actif se régénère sous l'action de l'oxygène contenu dans l'air qui le traverse. Pour assurer ce balayage par courant d'air du charbon actif, on connecte la cartouche à la tubulure d'admission du moteur à combustion interne qui propulse le véhicule, le moteur servant alors de pompe d'aspiration. Les vapeurs ainsi recyclées sont alors brûlées dans le moteur. Classiquement, une électrovanne est installée entre la cartouche et la tubulure d'admission du moteur. Cette électrovanne est commandée par des moyens électroniques tel qu'un calculateur d'allumage et/ou d'injection assurant la commande du moteur, ce calculateur formant en outre un signal de commande de l'électrovanne qui déclenche sélectivement la mise en communication de la cartouche et la tubulure d'admission du moteur lorsqu'une phase de purge de cette cartouche est jugée nécessaire. L'électrovanne, la cartouche, le réservoir d'essence et la tubulure d'admission sont reliés par des tuyaux (ou "durit", marque déposée), qui peuvent se détacher des organes auxquels ils sont raccordés du fait d'arrachements accidentels ou des vibrations auxquelles le véhicule est soumis, par exemple. En cas de déconnexion, le système de récupération de vapeurs d'essence devient, bien entendu, inopérant. L'apparition d'une telle situation doit être détectée pour que des mesures correctrices soient mises en oeuvre afin d'éviter une pollution de l'environnement, dans lequel seraient rejetées autrement les vapeurs d'essence là où une "durit" aura été déconnectée. La présente invention a donc précisément pour but de réaliser un dispositif permettant de vérifier l'état de fonctionnement d'un système de récupération de vapeurs issues d'un réservoir d'essence de véhicule automobile, par la mise en oeuvre de moyens de détection d'une éventuelle ouverture du circuit de vapeurs d'essence, tant pendant l'absorption normale de vapeurs par la cartouche de charbon actif que lors de la purge de cette cartouche. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel dispositif qui soit de réalisation simple et peu coûteuse. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaitront dans la suite, avec un dispositif de vérification de l'état de fonctionnement d'un système de récupération de vapeurs issues d'un réservoir d'essence de véhicule automobile, ce système comprenant une cartouche de récupération de ces vapeurs par filtrage, placée dans un circuit de vapeur connecté d'une part au réservoir d'essence pour le passage des vapeurs dans la cartouche et d'autre part, à la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne assurant la propulsion du véhicule, des moyens étant prévus pour relier sélectivement la cartouche à cette tubulure pour la purge de cette cartouche.Le dispositif comprend des moyens pour capter sélectivement la pression régnant dans ledit circuit de vapeur, quand la cartouche est connectée à la tubulure d'admission du moteur et des moyens pour signaler une défaillance du circuit quand la pression captée est supérieure å une valeur prédéterminée. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens pour capter la pression dans la tubulure d'admission sont constitués par un capteur de pression normalement utilisé pour fournir à un calculateur d'allumage et/ou d'injection commandant le fonctionnement du moteur, la pression d'admission de ce moteur, paramètre essentiel des calculs exécutés par le calculateur. Un capteur de pression unique est ainsi utilisé à deux fins dans une mise en oeuvre particulièrement économique de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif suivant la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente un schéma d'un mode de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention, et - la figure 2 représente un schéma d'une variante du dispositif de la figure 1. On se réfère à la figure 1 où il apparaît que le dispositif suivant l'invention est conçu pour s'adapter à un réservoir d'essence 1 raccordé par un tuyau 2 tel qu'une "durit" à une cartouche 3 de récupération des vapeurs d'essence qui émanent de la surface libre du liquide contenu dans le réservoir. La cartouche 3 peut être classiquement constituée d'une enveloppe contenant un remplissage 4 de charbon actif serré entre des filtres 5 et 6. L'enveloppe de la cartouche est percée d'une ouverture 7 dans son fond pour une communication avec l'air libre, pour un but que l'on décrira dans la suite. En fonctionnement courant, le charbon actif 4 contenu dans la cartouche absorbe les vapeurs d'essence qui sont conduites jusqu'à la cartouche par le tuyau 2. Le charbon actif finit par se saturer en essence et il faut alors purger le filtre pour lui permettre de conserver son efficacité. A cet effet, on raccorde classiquement la cartouche à la tubulure d'admission 8 du moteur à combustion interne qui propulse le véhicule. Dans le mode de réalisation de la figure 1 cette connexion est établie gracie au tuyau 2 et à des tuyaux 9 et 10, une électrovanne à deux voies et deux positions 11 étant interposée entre les tuyaux 9 et 10.On remarquera la position de l'électrovanne 11, disposée entre le réservoir d'essence 1 et la tubulure d'admission 8 alors que, classiquement une telle électrovanne est disposée entre la tubulure d'admission et la 'cartouche elle-meme, comme c'est le cas de l'électrovanne 11' correspondante du mode de réalisation de la figure 2. Cette disposition de l'électrovanne 11 du dispositif de la figure 1 est avantageuse comme on le verra plus loin. Classiquement encore, l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne ll sont commandées par un calculateur 12 embarqué dans le véhicule à d'autres fins telles que, par exemple, la commande d'allumage et/ou d'injection du moteur à combustion interne. La commande assurée par le calculateur peut être une commande périodique, par tout ou rien, ou une commande plus sophistiquée à modulation de largeur d'impulsions. C'est donc le calculateur qui assure la commande de purge de la cartouche 3, commande qui doit être mise en oeuvre régulièrement pour que la cartouche 3 conserve son efficacité sur de longues périodes de temps. Les tuyaux ou "durit" utilisées dans le système de récupération de vapeur et de purge de la cartouche de récupération sont couramment fixés par des colliers de serrage sur les organes auxquels ils sont reliés. De telles fixations peuvent éventuellement se détacher en provoquant ainsi une mise à l'air libre du système qui rend ce dernier inopérant. Du fait de leur vieillissement, les durits peuvent aussi se percer en tous points de leur longueur ce qui crée d'autres risques d'ouverture à l'air libre du circuit de circulation de vapeur. Il faut détecter une telle mise à l'air libre accidentelle suffisamment tôt de manière que la pollution qui en résulte pour l'environnement puisse être rapidement arrêtée. Suivant la présente invention, on détecte une telle ouverture à l'air libre éventuelle du circuit de vapeur en vérifiant périodiquement le niveau de la pression régnant dans ce cicuit pendant les périodes de temps où la cartouche est raccordée à la tubulure d'admission du moteur pour être purgée. Pendant ces intervalles de temps la pression dans le circuit doit être à peu près égale à celle qui règne dans la tubulure d'admission, c'est-à-dire une pression inférieure à la pression atmosphérique. En cas d'ouverture accidentelle du circuit, la pression dans celui-ci correspondrait à la pression atmosphérique et non plus à cette pression dans la tubulure d'admission.En comparant alors la pression dans la tubulure d'admission à une pression prédéterminée, c'est-8-dire la pression atmosphérique, on peut détecter une ouverture éventuelle du circuit de vapeur, de manière à y porter remède. Pour capter la pression dans le circuit de vapeur pendant les périodes de purge on fait usage, suivant une caractéristique particulièrement avantageuse du dispositif suivant l'invention, d'un capteur de pression 13 déjà présent à d'autres fins dans le véhicule. Dans de nombreux véhicules automobiles actuels, en effet, des paramètres essentiels du fonctionnement du moteur tels que l'avance à l'allumage ou a durée d'ouverture des injecteurs de carburant sont réglés par un calculateur prenant en compte des informations venues de capteurs pour en déduire des commandes adéquates de ces paramètres. Les grandeurs mesurées par les capteurs sont essentiellement la vitesse de rotation du moteur et la pression à l'admission de ce moteur. Un tel véhicule est donc équipé d'un capteur de pression pour mesurer cette pression d'admission.Suivant la présente invention, on tire parti de la présence de ce capteur dans le véhicule pour surveiller aussi la pression dans le circuit de vapeurs du système de récupération de vapeurs d'essence. Pour ce faire on va, suivant l'invention, multiplexer en quelque sorte l'information "pression" en commutant sélectivement ce capteur 13 soit sur la tubulure d'admission du moteur soit sur le circuit du système de récupération de vapeurs. A cette fin le dispositif suivant l'invention comprend des moyens de connexion tels qu'une électrovanne 14 à trois voies et deux positions commandée par le calculateur. Cette électrovanne est connectée par un tuyau 15 à la tubulure d'admission, par un tuyau 16 au capteur et par un tuyau 17 au réservoir d'essence, audessus de la surface libre du liquide contenu dans ce réservoir. Dans une première position, l'électrovanne connecte les tuyaux 15 et 16 pour que le capteur 13 mesure la pression dans la tubulure d'admission 8, de manière à transmettre au calculateur une information de pression utilisée pour régler l'un ou l'autre des paramètres mentionnés ci-dessus (avance à l'allumage, temps d'injection, etc...). Dans une deuxième position représentée à la figure 1, I'électrovanne 14 raccorde le tuyau 16 et la tuyau 17 de manière que le capteur 13 soit alors sensible à la pression régnant au-dessus de la surface libre du liquide dans le réservoir 1. I1 faut noter que si cette prise de pression est réalisée alors que l'électrovanne 11 est placée dans la position représentée à la figure où les tuyaux 9 et 10 sont raccordés, la pression au-dessus de la surface libre du liquide du réservoir 1 et dans le circuit de vapeur qui va de la cartouche 3 à la tubulure d'admission 8 pendant une phase de purge de cette cartouche, est sensiblement égale à la pression régnant dans la tubulure d'admission, soit une pression inférieure à la pression atmosphérique.Alors, la détection par le capteur 13 de la présence d'une pression inférieure à la pression atmosphérique est significative d'un circuit de purge non ouvert et donc capable de fonctionner correctement. Si, au contraire, une fuite accidentelle provenant d'un arrachement d'un tuyau au niveau d'un collier de fixation ou d'un perçage d'un tuyau à tout emplacement possible venait à faire communiquer le circuit de vapeur avec l'air libre, le capteur 13 détecterait une pression de l'ordre de la pression atmosphérique, significative de l'ouverture dudit circuit, qui devient alors impropre à un fonctionnement correct. Pendant une phase de purge de la cartouche, le courant d'air qui balaie la cartouche entre dans celle-ci par l'ouverture 7, sous l'effet de l'aspiration exercée par le moteur. Ce courant d'air se charge en vapeurs d'essence extraites de la cartouche et ces vapeurs sont ensuite injectées avec l'air d'entraînement dans les tubulures d'admission du moteur. Le calculateur 12 corrige en conséquence l'apport d'essence dans un carburateur ou dans les injecteurs, de manière à maintenir la composition du mélange air/carburant au voisinage de la stoechiométrie, comme cela est bien connu. On notera que lors d'une phase de purge, la cartouche 3 crée une forte perte de charge dans le courant d'air aspiré. I1 en résulte une mise en dépression sensible de l'espace du réservoir placé au-dessus de la surface libre de l'essence. Le capteur 13 étant raccordé à cet espace peut alors fournir des signaux de niveaux suffisamment écartés pour signaler, soit un fonctionnement correct, soit une panne par fuite, du circuit de vapeur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au dispositif de la figure 1. On peut adopter d'autres dispositions pour les branchements de -l'électrovanne il, de la cartouche 3 et du capteur 13. On a représenté un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention à la figure 2, à titre d'exemple de variante. A cette figure, des repères numériques repris de la figure 1, et éventuellement affectés d'un "prime", concernent des organes identiques ou similaires. I1 apparaît sur cette figure 2 que l'électrovanne 11' est branchée entre la tubulure d'admission 8 et un embout 18 de la cartouche 3', la purge de la cartouche s'opérant alors par un courant d'air aspiré qui ne traverse pas le réservoir. Une telle disposition peut être adoptée avec des cartouches qui n'empêcheraient pas une mise en dépression sensible du réservoir en phase de purge, nécessaire au bon fonctionnement du capteur 13. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, le capteur 13 peut être branché sur le réservoir. Bien entendu il pourrait être branché à d'autres endroits du circuit de vapeur. Cependant cette disposition est avantageuse car elle permet de détecter une fuite en tous points du circuit de vapeur ce qui ne serait pas le cas si par exemple, le capteur 13 était branché sur le tuyau 10 (figures 1 ou 2) ou 10' (figure 2), à des endroits où une fuite du tuyau 2 ne pouvait alors être détectée. Un programme exécuté par le calculateur 12 commande séquentiellement les commutations des électrovannes, en phase de test du circuit de vapeur, de manière à connecter le capteur 13 au réservoir seulement après que l'électrovanne (11, 11') ait établi une communication entre la tubulure d'admission 8 et la cartouche 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de vérification de l'état de fonctionnement d'un système de récupération de vapeurs issues d'un réservoir d'essence de véhicule automobile, ce système comprenant une cartouche (3 ; 3') de récupération de ces vapeurs par filtrage, placée dans un circuit de vapeur connecté d'une part au réservoir d'essence (1) pour le passage des vapeurs dans la cartouche et, d'autre part, à la tubulure d'admission (8) d'un moteur à combustion interne assurant la propulsion du véhicule, des moyens (11 ; 11') étant prévus pour relier sélectivement la cartouche à cette tubulure (8) pour la purge de cette cartouche, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13) pour capter sélectivement la pression régnant dans ledit circuit de vapeur, quand la cartouche est connectée à la tubulure d'admission du moteur et des moyens pour signaler une défaillance du circuit quand la pression captée est supérieure à une valeur prédéterminée. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (13) pour capter la pression dans la tubulure d'admission comprennent un capteur de pression d'admission du moteur normalement connecté à la tubulure d'admission du moteur et des moyens (14) pour déconnecter sélectivement ce capteur de la tubulure d' admission et pour connecter temporairement le capteur au circuit de vapeur d'essence. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion/connexion comprennent une électrovanne (14) à trois voies et deux positions et des moyens pour commander dans les deux sens le passage de l'électrovanne entre une première position dans laquelle elle raccorde la tuDulure d'admission au capteur, et une deuxième position dans laquelle elle coupe cette liaison pour connecter simultanément le circuit de vapeur au capteur. 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que ladite électrovanne (14) est connectée au circuit de vapeur au niveau du réservoir d'essence. 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour relier sélectivement la cartouche à la tubulure d'admission du moteur comprennent une électrovanne (11 ; 11') à deux voies et deux positions montée dans le circuit de vapeur entre la tubulure d'admission et le réservoir d'essence. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'un calculateur (12) embarqué dans le véhicule pour commander des fonctions d'allumage et/ou d'injection du moteur, commande également les fonctionnements des électrovannes (14 ; 11 ; 11') de manière à connecter sélectivement le capteur de pression (13) au circuit de vapeur à des instants choisis où la cartouche est reliée à la tubulure d'admission pour une opération de purge.