Brevet FR2700506A1 — publié le 19940722

La présente invention est relative à un dispositif de récupération des vapeurs issues du réservoir de carburant d'un véhicule automobile propulsé par un moteur à combustion interne, et, plus particulièrement à un tel dispositif adapté pour permettre d'en tester l'étanchéité Les véhicules automobiles actuels sont couramment équipés de dispositifs propres à empêcher que des vapeurs de carburant générées dans le réservoir ne soient répandues dans l'atmosphère, afin de limiter la pollution de celle-ci par les hydrocarbures. On emploie à cet effet une cartouche filtrante reliée au réservoir de carburant dans laquelle les hydrocarbures contenus dans les vapeurs issues du réservoir de carburant sont séparés de l'air par une ou plusieurs couches de charbon actif.Afin d'éviter la saturation de cette cartouche filtrante, on la régénère au moyen d'un balayage périodique par de l'air atmosphérique aspiré dans la cartouche par un orifice de mise à l'air libre sous l'effet d'une dépression appliquée à un troisième orifice relié au collecteur d'admission du moteur à combustion interne via une électrovanne de commande de purge. Certaines réglementations, et notamment celles de l'administration californienne CARB exigent que la fonction d'un tel dispositif puisse être testée afin qu'une défaillance comme par exemple un défaut d'étanchéité du dispositif soit signalée au conducteur du véhicule. On connaît de la technique antérieure, par exemple du brevet français 2 635 823, un dispositif de récupération des vapeurs de carburant, constitué d'un réservoir de carburant, d'une cartouche filtrante reliée par un premier conduit audit réservoir et par un deuxième conduit à une électrovanne de purge mettant en communication la cartouche avec la dépression qui règne dans le collecteur d'admission du moteur, dans lequel on diagnostique l'absence de fuites dans le circuit en mesurant la dépression qui s'établit dans le réservoir lors d'une phase de purge. On connaît également du brevet allemand DE 40 03 751 un tel dispositif dans lequel la cartouche filtrante est munie, sur son orifice de mise à l'air libre, d'une électrovanne de blocage permettant d'isoler le dispositif de l'air ambiant afin de diagnostiquer des fuites encore plus faibles. Cependant de tels dispositifs présentent l'inconvénient, lors du test d'étanchéité du circuit, d'introduire dans le collecteur d'admission du moteur un mélange de vapeurs de carburant susceptible de perturber gravement le fonctionnement des dispositifs de contrôle de la richesse du mélange air /carburant fourni au moteur.En effet, I'introduction de vapeurs fortement chargées en carburant, comme c'est le cas lorsque la cartouche est proche de la saturation, augmente la richesse en carburant du mélange admis dans la chambre de combustion et conduit alors soit à un excès de pollution, soit, dans le cas de systèmes d'alimentation en boucle fermée par rapport à la richesse du mélange, à une réduction importante de la quantité de carburant injectée. Dans ce cas, lors de la fin du test, la suppression de cet apport de vapeurs conduit à un mélange trop pauvre en carburant pouvant provoquer des ratés de combustion et des à-coups moteur préjudiciables à la conduite. La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de récupération de vapeurs de carburant permettant d'effectuer un test d'étanchéité du dispositif sans présenter les inconvénients de la technique antérieure. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description avec un dispositif de récupération de vapeurs issues d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile, comprenant notamment une cartouche de récupération des vapeurs par filtrage comportant un orifice de purge, un orifice d'entrée relié au réservoir de carburant et un orifice de mise à l'air libre pour l'évacuation des vapeurs filtrées vers l'atmosphère, et une électrovanne de contrôle de purge de la cartouche reliée par un premier orifice au collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne, et par un second orifice à l'orifice de purge de la cartouche par un conduit de purge. Selon l'invention, ce dispositif comprend des moyens permettant de connecter sélectivement l'orifice de mise à l'air libre de la cartouche à l'atmosphère ou au second orifice de l'électrovanne de purge afin d'établir une dépression contrôlée dans le dispositif sans perturber le réglage du mélange air/carburant fourni au moteur. Suivant un premier mode de réalisation de la présente invention, les moyens permettant de connecter sélectivement l'orifice de mise à l'air libre de la cartouche à l'atmosphère ou au second orifice de l'électrovanne de purge sont constitués par un distributeur pneumatique à trois voies. Suivant un deuxième mode de réalisation de la présente invention, les moyens permettant de connecter sélectivement l'orifice de mise à l'air libre de la cartouche à l'atmosphère ou au second orifice de l'électrovanne de purge sont constitués par un distributeur à quatre voies connectant simultanément le second orifice de l'électrovanne de purge à l'orifice de purge de la cartouche et l'orifice de mise à l'air libre à l'atmosphère, en position repos, ou reliant ledit second orifice à l'orifice de mise à l'air libre et obturant simultanément le conduit relié à l'orifice de purge de la cartouche en position travail, respectivement. D'autres caractéristiques et avantages du circuit suivant l'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 premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente un schéma d'une variante du dispositif de la figure 1, et - la figure 3 représente un schéma d'un deuxième mode, préféré, de réalisation du dispositif selon l'invention. On se réfère à la figure 1 dans laquelle on a représenté un réservoir de carburant 1 relié à une cartouche filtrante 3 par un conduit aboutissant à un orifice d'entrée 32 de la cartouche. Un capteur de pression 4 est branché sur ce conduit entre le réservoir et la cartouche. L'orifice de purge 31 de la cartouche est connecté à un orifice 51 d'une électrovanne de purge 5 par un conduit 3B. Le second orifice 50 de l'électrovanne 5 est relié au collecteur d'admission 2 d'un moteur à combustion interne, non représenté. L'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche est relié par un conduit 3A à un premier orifice d'un distributeur trois voies à deux positions 6. En position repos le distributeur 6 établit une liaison entre ce premier orifice et un second orifice ouvert à l'atmosphère ambiante, tout en obturant le troisième orifice.Ce troisième orifice est relié par un conduit 6A au conduit 3B en un point situé entre l'orifice de purge 31 de la cartouche et l'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5. Les solénoïdes de commande de l'électrovanne 5 et du distributeur 6 sont électriquement reliés à un calculateur de commande 8 adapté pour leur fournir les signaux de commande de commutation appropriés. Le calculateur de commande 8 est également relié au capteur de pression 4 par une liaison électrique lui permettant de recevoir la valeur de la pression mesurée par le capteur. Dans l'état initial du dispositif, I'électrovanne 5 est fermée et le distributeur 6 est dans sa position de repos. Lorsqu'un test d'étanchéité du dispositif doit être effectué, le calculateur 8 commande le passage du distributeur 6 de la position repos à la position travail, connectant ainsi l'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche, par l'intermédiaire des conduits 3A et 6A , au conduit 3B. Le calculateur 8 commande alors l'ouverture de l'électrovanne de purge 5, permettant ainsi à la dépression qui règne dans le collecteur d'admission 2 du moteur, de s'établir dans la cartouche 3 et dans le réservoir 1. Cette dépression est alors mesurée par le capteur 4 qui renseigne le calculateur 8 sur sa valeur.Lorsque celle-ci atteint ou dépasse une valeur prédéterminée, le calculateur 8 ferme l'électrovanne 5, isolant ainsi l'ensemble du dispositif tant de la source de dépression que de la pression atmosphérique. II suffit alors, comme cela est connu de la technique antérieure, de surveiller l'évolution de la pression dans le dispositif en fonction du temps, par exemple, pour pouvoir diagnostiquer une fuite éventuelle du dispositif. On remarque que lors de l'établissement de la dépression dans le dispositif, les gaz drainés vers le collecteur d'admission 2 proviennent en quantités sensiblement égales de l'orifice de purge 31 et de l'orifice de mise à l'air libre 33. Or, comme les gaz provenant de l'orifice de mise à l'air libre 33 ont traversé la cartouche filtrante, ils ont été débarrassés de leur teneur en hydrocarbures. De ce fait, la teneur en carburant des gaz drainés dans le collecteur d'admission du moteur est sensiblement réduite, diminuant ainsi les perturbations qui peuvent être occasionnées aux dispositifs de réglage de la richesse du mélange combustible. On va maintenant décrire, en relation avec la figure 2, une variante du dispositif de la figure 1. Dans la description qui va suivre, les repères numériques repris de la figure 1 correspondent à des organes identiques ou similaires. II apparaît sur cette figure 2 que la liaison entre le conduit 6A issu du distributeur 6 et le conduit 3B reliant l'orifice de purge 31 de la cartouche à l'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5 est maintenant réalisée par un deuxième distributeur pneumatique trois voies à deux positions 7. Ce distributeur 7 relie, en position repos, L'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5 au conduit 3B issu de l'orifice de purge 31, tout en obturant l'extrémité du conduit 6A opposée au premier distributeur 6. En position travail, le distributeur 7 relie l'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5 à l'extrémité du conduit 6A opposée au premier distributeur 6, tout en obturant l'extrémité du conduit 3B opposée à l'orifice de purge 31 de la cartouche. Le solénoïde de commande du distributeur 7 est relié électriquement au calculateur 8. Dans l'état initial du dispositif, I'électrovanne 5 est fermée et les distributeurs 6 et 7 sont dans leur position de repos. Lorsqu'un test d'étanchéité du dispositif doit être effectué, le calculateur 8 commande le passage du distributeur 6 de la position repos à la position travail, connectant ainsi l'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche, par l'intermédiaire des conduits 3A et 6A, au distributeur 7. Le calculateur 8 commande simultanément le passage du distributeur 7 de la position repos à la position travail, connectant ainsi le conduit 6A à l'orifice 51 de l'électrovanne 5 et obturant le conduit 3B. Le calculateur 8 commande alors l'ouverture de l'électrovanne de purge 5, permettant ainsi à la dépression qui règne dans le collecteur d'admission 2 du moteur, de s'établir dans la cartouche 3 et dans le réservoir 1.On remarque alors que la dépression s'établit dans le dispositif par l'intermédiaire des conduits 3A et 6A exclusivement, aboutissant à l'orifice de mise à l'air libre 33, ce qui entraîne que les gaz drainés vers le collecteur d'admission 2 du moteur sont des gaz exempts de vapeurs de carburant. Cette dépression est alors mesurée par le capteur 4 qui renseigne le calculateur 8 sur sa valeur. Lorsque celle-ci atteint ou dépasse une valeur prédéterminée, le calculateur 8 ferme l'électrovanne 5, isolant ainsi l'ensemble du dispositif tant de la source de dépression que de la pression atmosphérique. La procédure de test se poursuit alors comme décrit précédemment en liaison avec la figure 1. Suivant une caractéristique avantageuse de la présente invention, le capteur de pression 4 est maintenant relié au conduit 3B entre le distributeur 7 et l'orifice de purge 31. Cette disposition présente l'avantage de permettre une mesure de la pression plus fiable en éliminant les fluctuations de pression qui peuvent être entraînées par les mouvements du carburant dans le réservoir, particulièrement sensibles lorsque celui-ci est plein. Cette disposition présente en outre l'avantage de filtrer la dépression mesurée par le capteur. En effet, le conduit 3B étant obturé par le distributeur 7, la dépression mesurée par le capteur s'établit au travers de la cartouche dont la capacité et la restriction imposée par les couches de charbon actif se comportent comme un filtre passe-bas. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention que l'on va maintenant décrire en relation avec la figure 3, on a regroupé les fonctions des distributeurs 6 et 7 dans un distributeur pneumatique quatre voies à deux positions 6'. Ce distributeur à quatre voies 6' relie, en position repos, l'extrémité du conduit 3B opposée à l'orifice de purge 31 de la cartouche avec l'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5 par deux de ses voies, d'une part, et l'extrémité du conduit 3A opposée à l'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche avec l'atmosphère par ses deux autres voies, d'autre part.En position travail, le distributeur 6' relie l'extrémité du conduit 3A opposée à l'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche avec l'orifice 51 de l'électrovanne de purge 5 et obture les deux autres voies, et plus particulièrement l'extrémité du conduit 3B opposée à l'orifice de purge 31 de la cartouche. Le solénoïde de commande du distributeur 6' est relié électriquement au calculateur 8. On conçoit alors que lors d'un test d'étanchéité du dispositif, le calculateur 8 commande le passage du distributeur 6' en position travail, puis ouvre l'électrovanne 5. La dépression du collecteur d'admission s'établit alors dans le dispositif au travers du conduit 3A relié à l'orifice de mise à l'air libre 33 de la cartouche. De même que précédemment, les gaz drainés vers le collecteur d'admission sont alors exempts de vapeurs de carburant. Le conduit 3B étant obturé par le distributeur 6', la dépression mesurée par le capteur 4 présente les mêmes caractéristiques avantageuses que celles décrites à la figure 2. A la fermeture de l'électrovanne 5, commandée par le calculateur lorsque la dépression atteint un seuil prédéterminé, l'ensemble du dispositif situé entre l'électrovanne 5 et le réservoir est en dépression et isolé de la pression atmosphérique. L'observation de la pression dans le dispositif permet alors classiquement de conclure à l'absence de fuite si celleci reste stable. Un tel dispositif permet donc d'atteindre les buts de l'invention tout en n'exigeant qu'un seul distributeur, et par voie de conséquence, qu'une seule sortie de commande du calculateur, ce qui le rend particulièrement économique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de récupération de vapeurs issues d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile, comprenant notamment: une cartouche de récupération des vapeurs par filtrage (3) comportant: - un orifice de purge (31) - un orifice d'entrée (32) relié au réservoir de carburant (1) - un orifice de mise à l'air libre (33) pour l'évacuation des vapeurs filtrées vers l'atmosphère, une électrovanne de contrôle de purge (5) de la cartouche reliée - par un premier orifice (50) au collecteur d'admission (2) d'un moteur à combustion interne, et - par un second orifice (51) à l'orifice de purge (31) de la cartouche par un conduit de purge (3B) ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (6,6') permettant de connecter sélectivement l'orifice de mise à l'air libre (33) de la cartouche à l'atmosphère ou au second orifice (51) de l'électrovanne de purge (5) afin d'établir une dépression contrôlée dans le dispositif sans perturber le réglage du mélange air/carburant fourni au moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (6,6') sont constitués par un premier distributeur à trois voies (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un capteur de dépression (4) est connecté au conduit reliant la cartouche au réservoir. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second distributeur à trois voies (7) connectant le second orifice (51) de l'électrovanne (5): à l'orifice de purge (31) de la cartouche par le conduit de purge (3B) en position repos, ou à l'orifice de mise à l'air libre (33) par l'intermédiaire du distributeur (6) et obturant simultanément le conduit (3B) en position travail, respectivement. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (6,6') sont constitués par un distributeur à quatre voies (6') connectant simultanément le second orifice (51) de l'électrovanne (5) à l'orifice de purge (31) de la cartouche et l'orifice de mise à l'air libre (33) à l'atmosphère, en position repos, ou reliant ledit second orifice (51) à l'orifice de mise à l'air libre (33) et obturant simultanément le conduit (3B) en position travail, respectivement. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le capteur de dépression (4) est connecté sur le conduit (3B) reliant la cartouche (3) au distributeur (6',7)