Brevet FR2731467A1 — publié le 19960913

La présente invention concerne un procédé de diagnostic du fonctionnement de la vanne de purge d'un système de récupération de vapeurs de carburant pour un véhicule automobile. Plus particulièrement le système de récupération des vapeurs comporte une pompe dite de détection de fuites. II est déjà connu de contrôler les vapeurs de carburant émises par un réservoir de carburant. Le but d'un tel contrôle est d'éviter le rejet à l'air libre de carburants à l'état de vapeurs. Pour éviter ce rejet à l'air libre, les vapeurs émises par les carburants contenus dans les réservoirs des véhicules automobiles sont filtrées puis utilisées par le moteur qui les aspire à cet effet. Au cours de cette aspiration du contenu du filtre, les carburants retenus par le filtre, sont évacués vers le collecteur d'admission du moteur. Cette vidange ou purge est effectuée pendant un temps déterminé. De manière connue, I'ordre de purge et la durée de celle ci sont commandés par un calculateur électronique gérant le fonctionnement du moteur. En effet cette purge ne peut être effectuée que lorsque les conditions d'absorption de ce carburant par le moteur sont réunies. Pour effectuer la purge du filtre, il suffit d'ouvrir une vanne placée sur une conduite reliant le filtre et le collecteur d'admission. Cette vanne est appelée vanne de purge. L'ouverture de cette vanne provoque le déplacement d'un flux d'air, qui entraîne le carburant imbrûlé contenu dans le filtre vers le moteur. Les carburants ainsi extraits du filtre sont utilisés par le moteur lors du cycle de combustion suivant. Le filtre, débarrassé des carburants qui l'obstruaient, peut à nouveau filtrer correctement les vapeurs de carburant émanant du réservoir. Les nouvelles normes en matière de protection de l'environnement, exigent non seulement que chaque véhicule automobile soit équipé d'un tel filtre de récupération de vapeurs de carburant, mais aussi que le bon fonctionnement de tout le système de récupération des vapeurs de carburant soit continuellement vérifié. Notamment il est impératif de vérifier le bon fonctionnement de la vanne de purge. II est déjà connu d'utiliser une pompe, dite de détection de fuites (notamment décrite dans la demande de brevet internationale WO 94/15090 ), pour effectuer à chauqe démarrage le diagnostic du bon fonctionnement du dispositif de récupération des vapeurs de carburant. Le système de récupération des vapeurs selon cette demande de brevet comporte un réservoir, un filtre, une pompe de détection de fuites, des conduites associées et une vanne de purge du filtre. Selon le brevet WO 94/15090, la pompe de détection de fuites permet entre autre, de vérifier le bon fonctionnement de la vanne de purge. A cet effet, il suffit de mettre tout le dispositif de récupération en surpression puis de mesurer le temps mis par une membrane présente dans la dite pompe pour passer d'une position haute à une position déterminée, lorsque la vanne de purge est fermée, et de comparer ce temps avec celui mis par la même membrane pour redescendre dans cette même position déterminée, lorsque la vanne de purge est ouverte. Si le second temps est inférieur au premier on considère que la vanne de purge fonctionne correctement. Le problème majeur qui se présente ici est qu'il est nécessaire que la vanne de purge soit ouverte pour effectuer la mesure du second temps. Or cette vanne de purge ne peut etre ouverte n'importe quand. C'est le calculateur électronique de commande du moteur qui détermine l'instant d'ouverture de la vanne de purge, et la durée de l'ouverture de cette vanne. De ce fait, lorsque le premier temps de descente a été mesuré, il est nécessaire d'attendre que l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge soit accordée par le calculateur électronique pour pouvoir effectuer la mesure du second temps de descente avec la vanne de purge ouverte. Malheureusement le temps d'attente de l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge est souvent très long. De ce fait lorsque la mesure du second temps de descente est autorisé, les conditions de pression à l'intérieur du système de récupération ont pu évoluer de telles façon, que les mesures effectuées ne sont plus significatives du tout et ne peuvent être comparées. En conséquence il est impossible dans ces conditions, lorsque le second temps est inférieur au premier, d'en déduire que la vanne de purge fonctionne correctement La présente invention a pour but de s'assurer du bon fonctionnement, de la vanne de purge, en utilisant la pompe de détection de fuite connue et sans qu'une longue attente de l'ouverture de la vanne de purge ne perturbe la mesure. A cet effet la présente invention concerne un procédé de diagnostic du fonctionnement de la vanne de purge d'un système de récupération de vapeurs de carburant pour un véhicule automobile, le dit procédé utilisant une pompe à membrane pour établir une surpression dans le système de récupération de vapeurs de carburant, la dite pompe comportant notamment: des moyens pour générer un signal représentatif d'une position de la membrane, et le dit procédé consistant à,: .fermer la vanne de purge activer la pompe pendant une durée déterminée afin d'établir une surpression dans le système, mesurer un premier temps mis par la membrane pour passer d'une position haute à une position déterminée, le dit procédé étant caractérisé en ce que le diagnostic du fonctionnement de la vanne de purge consiste à:: maintenir à une pression déterminée le système jusqu'à l'ouverture de la vanne de purge, mesurer un second temps mis par la membrane pour passer de la position haute à la position déterminée, lorsque la vanne de purge est ouverte, comparer le premier et le second temps et en déduire que la vanne de purge fonctionne lorsque le second temps est sensiblement inférieur au premier. Ainsi en maintenant le système en surpression pendant toute la durée de l'attente de l'ouverture de la vanne de purge, le système est en condition pour pouvoir réaliser dés l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge une mesure du temps de passage de la membrane de la position haute à la position déterminée. De ce fait même si le temps d'ouverture de la vanne de purge est limité, son diagnostic peut être réalisé de manière fiable et rapide. De manière avantageuse, le maintien en pression du système est réalisé par une activation de la pompe de détection à chaque fois que la membrane passe dans la position déterminée. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre non limitatif, et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1, est une vue schématique montrant un système de récupération des vapeurs de carburant de type connu, - les figures 2a et 2b, sont des diagrammes représentant respectivement l'évolution de la pression dans le filtre durant la mise en oeuvre d'un procédé connu de détection de fuites, et simultanément le positionnement de la membrane correspondante, - la figure 2c, est une vue schématique à échelle agrandie de la dernière partie de la courbe 2b, et - les figures 3a et 3b, sont des vues sembiables aux figures 2a et 2b, montrant les variations simultanées de la pression et de la position de la membrane, lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans un premier temps il sera décrit un système de récupération de vapeurs de carburant d'un type connu, en référence aux figures 1 à 2c. Ce système de récupération est, par exemple, celui décrit dans la demande de brevet internationale WO 94/15090. Un système de récupération des vapeurs de carburant de type connu comporte notamment, un réservoir de carburant 1, dont les vapeurs sont collectées et dirigées vers un filtre 2 rempli de charbon actif. Ce filtre est adapté pour retenir les hydrocarbures. Dans certaines conditions de fonctionnement, le filtre 2 est purgé sous l'action d'un courant de gaz aspiré par une dépression qui règne dans un collecteur d'admission 4 du moteur et réglé par une vanne de purge 3 commandée par un calculateur électronique 5. Une mise à l'atmosphère du circuit de vapeurs constitué par le réservoir, le filtre et leurs conduites associées est effectuée à partir du filtre par l'intermédiaire d'une conduite 16, d'une soupape de mise à l'atmosphère 15 et d'un orifice 17 formant partie d'une pompe 10, appelée pompe de détection de fuites. On va maintenant décrire succinctement le fonctionnement de cette pompe 10, qui est par ailleurs détaillé dans la demande de brevet précitée. Cette pompe comporte une membrane 11 contrainte en position de repos, par un ressort 14. Dans cette position de repos R, la membrane maintient en position ouverte une soupape 15 qui met en communication la conduite 16 reliée au filtre et l'orifice 17 ouvert à l'air libre. II en résulte que l'ensemble du système est soumis à la pression atmosphérique. La pompe 10 comporte des moyens 13, par exemple une électrovanne commandée par le calculateur 5, qui permettent de mettre sélectivement en communication une chambre supérieure Cs délimitée par la membrane et la partie supérieure du corps 18 de la pompe, avec la dépression régnant dans le collecteur d'admission 4. Lorsque cette communication est établie, la membrane est soulevée, comprimant le ressort 14. Ceci libère la soupape 15 qui se ferme sous l'effet d'un ressort 19. L'air extérieur en provenance de l'orifice 17 est alors admis dans une chambre inférieure Cj délimitée par la membrane 11 et la partie inférieure du corps 18 de la pompe. Après un délai suffisant pour s'assurer que la membrane a atteint sa position haute H, le calculateur 5 commande la commutation des moyens 13 qui mettent la chambre supérieure Cs à la pression atmosphérique.La membrane 11 est alors repoussée vers sa position de repos R par le ressort 14, ce qui provoque l'expulsion de l'air contenu dans la chambre inférieure Cj vers la conduite 16. La pompe 10 comprend encore des moyens 12, par exemple un interrupteur actionné par une pièce de guidage de la membrane 11, reliés au calculateur 5 pour générer un signal représentatif d'une position déterminée S de la membrane, avant que celle-ci n'atteigne sa position de repos R et n'ouvre la soupape 15. Le calculateur peut donc, lorsqu'il reçoit ce signal, commander l'action des moyens 13 pour faire remonter la membrane et recommencer un cycle de pompage. On comprend alors qu'afin de vérifier l'étanchéité du circuit de vapeurs constitué par le réservoir 1, le filtre 2 et leurs conduites associées, le calculateur 5 est programmé pour fermer la vanne de purge 3 et faire exécuter à la pompe 10 un nombre déterminé de cycles de pompage pour établir une surpression dans le circuit.En mesurant le temps TM1 mis par la membrane à l'issue de ces cycles, pour revenir de sa position haute H jusqu'à la position déterminée S, on peut en déduire l'existence de fuites dans le circuit. En se référant aux figures 2a à 2c on va maintenant décrire plus en détail le fonctionnement de la pompe 10, permettant la détection de fuite dans le système de récupération des vapeurs de carburant. Préalablement à l'exécution du procédé, le calculateur 5 commande la fermeture de la vanne de purge 3. On isole ainsi le circuit de vapeurs de la dépression régnant dans le collecteur d'admission 4. La pompe 10 étant au repos, la soupape 15 de mise à l'atmosphère est ouverte et la pression atmosphérique Po règne dans le circuit. A l'instant t0, le calculateur commande une première série de n cycles de pompage. Comme on peut le voir sur la courbe 2b, où la position de la membrane est indiquée en ordonnée, la membrane passe de sa position de repos notée R à sa position limite supérieure notée H en un temps très bref (négligé dans la représentation), puis redescend sous l'effet du ressort 14 jusqu'à la position déterminée (notée S) à laquelle l'interrupteur 12 change d'état.Le calculateur 5 reçoit le signal de l'interrupteur 12 et agit sur l'électrovanne 13 pour recommencer un cycle de pompage. La soupape 15 s'étant fermée dès que la membrane a quitté sa position de repos, la pression dans le circuit, représentée en ordonnée sur la courbe 2a, augmente sous l'effet du volume d'air expulsé par la membrane lors de sa descente. On notera que le temps mis par la membrane pour passer de la position haute H à la position déterminée S dépend de la pression régnant dans le circuit et sert donc de mesure indirecte de celle-ci. A l'instant t1, le calculateur 5 commande le cycle suivant et mesure le temps TM1 mis par la membrane pour passer de la position H à la position S. Cette position déterminée S est atteinte à l'instant t2. A l'instant t3, la membrane rejoint sa position de repos R ce qui entraîne l'ouverture de la soupape 15. La membrane Il continue en effet de descendre vers sa position de repos car le système n'est jamais complètement étanche et qu'en l'absence de tout nouveau cycle de pompage la pression dans le système de récupération diminue. Lorsque la soupape 15 de mise à l'atmosphère du circuit s'ouvre, la pression dans le circuit chute de P1 à la pression atmosphérique P0 (figure 2a). La mesure du temps TM1 a donc été effectué, mais pour pouvoir effectuer la mesure du temps TM2 de descente de la membrane 11 de sa position H à sa position S alors que la vanne de purge est ouverte, il convient d'attendre que l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge soit donnée par le calculateur 5. Ce délai d'attente à l'ouverture de la vanne de purge, est indéterminé. Au bout d'un certain temps donc, I'ordre d'ouverture de la vanne de purge est donné par le calculateur 5. La pompe 10 effectue alors un cycle de pompage. Si la vanne de purge 3 fonctionne, c'est à dire si la vanne s'est ouverte suite à l'ordre d'ouverture donné par le calculateur, (courbe en traits pleins figures 2a à 2c) le cycle unique de pompage effectué par la pompe 10 se révèle totalement incapable d'élever la pression à l'intérieur de la chambre inférieure Cj. De ce fait le temps TM2 mesuré entre le moment où la membrane passe de sa position haute H à sa position déterminée S est très inférieur au temps TM1. On en déduit alors que la vanne de purge fonctionne (ce qui est bien le cas). Si la vanne de purge ne fonctionne pas (courbes en pointillés aux figures 2a à 2c), lorsque le calculateur envoie l'ordre d'ouverture à la vanne de purge celle ci ne s'ouvre pas. De ce fait, lorsque la pompe 10 effectue un cycle de pompage pour déterminer le temps TM'2, la pression s'élève légèrement à l'intérieur du système. La pression étant légèrement supérieure à la pression atmosphérique le temps TM'2 mis par la membrane pour passer de sa position haute H à sa position déterminée S est légèrement supérieur au temps TM2 mesuré lorsque la vanne de purge fonctionne. Mais ce temps TM'2 est cependant très inférieur à TM1 On en conclut donc également que la vanne de purge fonctionne. Or cela n'est pas le cas. Ainsi le temps TM2 mis par la membrane pour passer de la position haute H à la position déterminée S lorsque la vanne de purge fonctionne, et le temps TM'2 mesuré lorsque la vanne de purge ne fonctionne pas sont tous les deux inférieurs à TM1. II n'est donc pas possible de déduire du fait que le temps TM2 ou TM'2 est inférieur au temps TM1 si la vanne fonctionne ou pas. Comme le montre la figure 2c la différence existant entre les temps TM2 et TM'2 est très petite. II n'est pas possible de la mesurer avec suffisamment de précision de manière simple et peu coûteuse pour en déduire le bon fonctionnement de la vanne de purge. On pourrait bien sûr, pour augmenter la différence entre TM2 et TM'2, effectuer n cycles complets de pompage, lorsque la vanne de purge est ouverte. Malheureusement le temps d'ouverture de la vanne de purge est variable et souvent fort réduit. Ainsi lorsque les cycles complets de pompage seraient effectués, la vanne de purge serait déjà refermée, empéchant par la même de mesurer le temps TM2. II est donc impératif que la mesure de temps TM2 se fasse le plus rapidement possible après l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge. II en résulte que le procédé connu ne permet pas de déterminer de manière fiable le bon fonctionnement de la vanne de purge lorsqu'un temps d'attente relativement long est nécessaire pour obtenir du calculateur une autorisation d'ouverture de la vanne de purge. La présente invention vise à pallier ce problème, et à permettre une mesure rapide de TM2 dés que l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge survient. A cet effet (voir figures 3a et 3b), un premier cycle de pompage est effectué avec la vanne de purge 3 fermée. Le dernier pompage effectue au cours de ce cycle permet de mesurer le temps TM1. Cette mesure est effectué de manière strictement comparable à ce qui était réalisé dans la technique antérieure. On remarquera d'ailleurs que les courbes 2a et 2b d'une part et les courbes 3a et 3b d'autres part sont strictement identiques jusqu'à l'instant t2. Selon l'invention à l'instant t2 au lieu de laisser la membrane retomber jusqu'en position de repos (comme cela était effectué dans l'art antérieur), on maintient en pression le système pendant toute l'attente d'autorisation d'ouverture de la vanne de purge. Pour ce faire dés que la mesure de TM, est effectuée on déclenche à chaque passage de la membrane 11 dans la position S déterminée, un nouveau cycle de pompage. Comme cela est montré aux figures 3a et 3b, pendant tout le temps d'attente de l'autorisation d'ouverture de la vanne de purge le système est ainsi maintenu sensiblement à la pression P1. Lorsque l'ordre d'ouverture de la vanne de purge est donné (trait référencé O à la figure 3a), on attend que la membrane repasse dans la position déterminée S pour lancer un nouveau cycle de pompage Si la vanne de purge fonctionne (trait plein aux figures 3a et 3b), lorsque l'ordre d'ouverture de la vanne de purge a été donné la pression à l'intérieur du système a immédiatement chutée à la pression d'admission P2.De ce fait lorsque le premier cycle de pompage est effectué la pression est très basse et le cycle de pompage ne permet pas de l'augmenter. II en résulte que le temps mesuré TM2 est très petit. Par contre si la vanne de purge ne fonctionne pas (trait pointillés aux figures 3a et 3b), elle ne répond pas à l'ordre d'ouverture donné par le calculateur. De ce fait la pression à l'intérieur du système demeure élevée (aux alentours de P1). Lorsque le premier coup de pompage est alors effectué le temps TM'2 mis par la membrane pour passer de sa position haute H à sa position déterminée S est sensiblement égal au temps TM, précédemment mesuré, lorsque la vanne de purge était fermée. II en résulte que selon que la vanne de purge fonctionne où non le temps TM'2 ou TM2 mesuré est très différent. Dans le cas où la vanne fonctionne le deuxième temps mesuré TM2 est nettement inférieur au premier temps TM1, tandis que dans le cas où la vanne de purge ne fonctionne pas le deuxième temps TM'2 est sensiblement égal à TM,. II en résulte qu'il est facile de déterminer par la mesure du second temps si la vanne de purge fonctionne ou non. Le maintien du système de récupération de vapeur à une pression déterminée pendant toute la durée de l'attente de l'ouverture de la vanne de purge est avantageusement réalisé par une réactivation de la pompe, à chaque fois que la membrane arrive dans sa position déterminée S. On effectue ainsi tout simplement un pompage intermittent pendant toute la phase d'attente d'ouverture de la vanne de purge. Grace à ce maintient en pression on différencie aisément un disfonctionnement de la vanne de purge, même si le temps d'attente d'ouverture de la vanne de purge est très long. En outre le disfonctionnement de la vanne de purge peut être mis en évidence sans que le second cyle de pompage ne soit allongé. On notera en effet que le second cycle de pompage peut ne comporter qu'un seul pompage. II est ainsi possible de mesurer le second temps TM2, très rapidement après l'ouverture de la vanne de purge. Ceci est important car la durée d'ouverture autorisée de la vanne de purge est parfois très courte, et qu'il est impératif de pouvoir effectuer la mesure du second temps TM2 pendant cette durée d'ouverture. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation ci-dessus décrit et englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1].Procédé de diagnostic du fonctionnement de la vanne de purge (3) d'un système de récupération de vapeurs de carburant pour un véhicule automobile, le dit procédé utilisant une pompe (10) à membrane (11 ) pour établir une surpression dans le système de récupération de vapeurs de carburant, la dite pompe comportant notamment: des moyens (12) pour générer un signal représentatif d'une position de la membrane, et le dit procédé consistant à,: fermer la vanne de purge (3) activer la pompe (10) pendant une durée déterminée afin d'établir une surpression dans le système, mesurer un premier temps (TM) mis par la membrane (11) pour passer d'une position haute (H) à une position déterminée (S), le dit procédé étant caractérisé en ce que le diagnostic du fonctionnement de la vanne de purge consiste à:: . maintenir à une pression déterminée (P1) le système jusqu'à l'ouverture de la vanne de purge (3), mesurer un second temps (TM2, TM'2) mis par la membrane (11) pour passer de la position haute (H) à la position déterminée (S), lorsque la vanne de purge est ouverte, . comparer le premier et le second temps (TM,; TM2, TM'2)et en déduire que la vanne de purge (3) fonctionne lorsque le second temps (TM2) est sensiblement inférieur au premier (TM1). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste pendant la phase de maintien à une pression déterminée (P,) à: réactiver la pompe (10) à chaque fois que la membrane (11) arrive à la position déterminée (S). 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le maintien de la pression (P,) est réalisée par un pompage intermittent pendant toute une phase d'attente d'ouverture de la vanne de purge (3).