Brevet FR2731047A1 — publié le 19960830

La présente invention est relative à un procédé de diagnostic d'un système de récupération des vapeurs de carburant, permettant plus particulièrement de vérifier le bon fonctionnement d'une soupape de mise à l'atmosphère de ce système. Les réglementations actuelles et futures imposent aux véhicules à essence d'être munis de dispositifs permettant de limiter la pollution atmosphérique par des vapeurs d'hydrocarbures. Ces dispositifs, dont on a représenté un exemple à la figure 1, doivent également être capables d'exécuter un diagnostic de leur fonctionnement afin d'alerter le conducteur en cas de défaillance. En particulier, ils doivent pouvoir détecter une fuite dans le circuit occupé par des vapeurs de carburant, ainsi que le bon fonctionnement de tous les éléments qui le composent. Un tel dispositif, connu par exemple de la demande de brevet WO 94/15090, a été représenté à la figure 1. II comporte un réservoir de carburant 1, dont les vapeurs sont collectées et dirigées vers un filtre 2 rempli de charbon actif qui retient les hydrocarbures. Dans certaines conditions de fonctionnement, le filtre 2 est purgé sous l'action d'un courant de gaz aspiré par la dépression qui règne dans le collecteur d'admission 4 du moteur et réglé par une vanne de purge 3 commandée par un calculateur électronique 5. La 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.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 il pressée en position de repos par un ressort 14. Dans cette position, 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. 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 délimitée par la membrane et la partie supérieure du corps 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, libérant ainsi la soupape 15 qui se ferme sous l'effet d'un ressort. L'air extérieur en provenance de l'orifice 17 est alors admis dans une chambre inférieure délimitée par la membrane et la partie inférieure du corps de la pompe. Aprés un délai suffisant pour s'assurer que la membrane a atteint sa position limite supérieure, le calculateur 5 commande la commutation des moyens 13 qui mettent la chambre supérieure à la pression atmosphérique. La membrane est alors repoussée vers sa position de repos par le ressort 14, expulsant l'air de la chambre inférieure 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, reliés au calculateur 5 pour générer un signal représentatif d'une position déterminée de la membrane, avant que celleci n'atteigne sa position de repos 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 mis par la membrane à l'issue de ces cycles, pour revenir de sa position haute jusqu'à la position déterminée par les moyens 12, on peut ainsi déduire l'existence de fuites dans le circuit. Cependant, comme on l'a noté plus haut, il apparaît nécessaire de diagnostiquer également le bon fonctionnement de tous les éléments du système, et en particulier de la soupape 15. En effet, si celleci reste bloquée en fermeture, cela peut engendrer soit une surpression dans le circuit lorsque, le véhicule étant à l'arrêt, des vapeurs de carburant sont générées dans le réservoir sous l'action de la température, soit encore une dépression lorsqu'en fonctionnement normal, la vanne de purge 3 est ouverte. La présente invention a donc pour but de proposer un procédé de diagnostic d'un système de récupération des vapeurs de carburant permettant de vérifier le bon fonctionnement de la soupape de mise à l'atmosphère du système. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, au moyen d'un procédé de diagnostic d'un système de récupération de vapeurs de carburant, du type utilisant une pompe à membrane pour établir une surpression dans le système, ladite pompe comprenant notamment des moyens pour générer un signal représentatif d'une position déterminée de la membrane, et une soupape de mise à l'atmosphère du système, normalement ouverte quand la pompe est au repos et fermée lorsqu'elle est activée, ledit procédé consistant notamment à activer la pompe pendant une durée déterminée afin d'établir une surpression dans le système, mesurer le temps mis par la membrane pour revenir à la position déterminée et en déduire l'existence d'éventuelles fuites dans le système, procédé caractérisé en ce que l'on diagnostique le fonctionnement de la soupape de mise à l'atmosphère du système en activant la pompe pendant une première série de cycles de pompage afin d'établir dans le système une première pression, mesurant un premier temps mis par la membrane pour revenir à la position déterminée aprés l'établissement de la première pression, désactivant la pompe pendant une durée déterminée, réactivant la pompe pendant au moins un cycle de pompage, mesurant un deuxième temps mis par la membrane pour revenir à la position déterminée après ce cycle, et concluant au bon fonctionnement de la soupape de mise à l'atmosphère du système si le deuxième temps est inférieur au premier. Suivant une caractéristique importante de la présente invention, le nombre de cycles de pompage de la première sérine est détermine en fonction des paramètres de la pompe (surface de membrane et ressort) afin que la pression atteinte à rissue du cyde de pompage suivant permette à la membrane de rejoindre sa position de repos. Suivant une autre caractéristique de I'invention, on détermine la durée de désactivation de la pompe de sorte qu'elle soit supérieure à la durée minimale nécessaire permettant à la membrane de rejoindre sa posiüon de repos. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on exécute deux codes de pompage à l'issue de la durée de désactivation, et on mesure le deuxième temps lors du second cycle. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on compare en outre le premier temps à une plage de valeurs prédéterminées et l'on condut à une défaillance du système de récupération si ce premier temps n'apparüent pas à ladite plage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente le système de récupération des vapeurs de carburant décrit dans le préambule, et - la figure 2 représente des courbes temporelles de la pression dans le circuit et du déplacement de la membrane. On se réfère maintenant à la figure 2 où l'on a représenté sur la courbe (a) l'évolution temporelle de la pression dans le circuit pendant le déroulement du procédé selon l'invention et sur la courbe (b) les déplacements de la membrane 11 avec la meme échelle de temps. Préalablement à l'exécution du procédé, le calculateur 5 commande la fermeture de la vanne de purge 3, isolant ainsi le circuit de vapeurs de la dépression existant dans le collecteur d'admission 4. La pompe 10 étant au repos1 la soupape 15 de mise à l'atmosphère est ouverte et la pression atmosphérique PO règne dans le circuit A l'instant t=O, le calculateur commande une première sérine de nl 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 H à la position S dépend de la pression régnant dans le circuit et sert donc de mesure indirecte de celle-ci. Après le nl ième cycle, à 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 qui est atteinte à l'instant t2. Avantageusement, le nombre nl de cycles de pompage de la première série a été déterminé de façon que le produit de la surface de la membrane par la pression P2 atteinte dans un circuit étalon en ordre de marche après le n1+1 ième cycle soit inférieur à l'effort développé par le ressort lorsque celui-ci plaque la membrane dans sa position de repos. Ceci permet de s'assurer que la membrane pourra rejoindre sa position de repos à l'issue du nl+l ième cycle. A l'instant t2, le calculateur ne commande pas le cycle de pompage suivant, mais déclenche le comptage d'un temps d'attente TA pendant lequel la pompe sera désactivée.Cette durée de désactivation TA est déterminée de manière à être supérieure à la durée nécessaire à la membrane pour rejoindre sa position de repos R dans les conditions de pression P2 évoquées ci-dessus. A l'instant t3, antérieur à la fin de cette durée de désactivation, la membrane rejoint sa position de repos ce qui entraîne normalement l'ouverture de la soupape 15. Si la soupape 15 de mise à l'atmosphère du circuit s'ouvre, la pression dans le circuit chute de P2 à la pression atmosphérique PO, ce qui est représenté en trait plein sur la courbe 2a. Si pour une raison quelconque la soupape 15 est bloquée en fermeture, la pression dans le circuit reste au niveau P2, ce qui est représenté en trait pointillé sur la courbe. A l'instant t4, la durée de désactivation TA de la pompe est terminée, et le calculateur 5 commande une nouvelle sérine de n2 cycles de pompage, avec n2 Dans l'exemple représenté, on a choisi n2=2, ce qui présente certains avantages que l'on décrira par la suite. Lors du second cycle de cette série, le calculateur mesure le temps mis par la membrane pour rejoindre la position S. Dans le cas où la soupape 15 s'est ouverte normalement, la pression dans le circuit de vapeurs étant revenue à la pression atmosphérique PO, ce temps TM2, mesuré entre les instants t5 et t6, est représentatif d'une pression plus faible que la pression P2 lors de la mesure de TM1 et est donc inférieur à TM1. Dans le cas où la soupape 15 est restée bloquée, la pression dans le circuit de vapeurs est restée voisine de la pression P2 jusqu'à l'instant t4 puis a augmenté sous l'effet des deux cycles de pompage. De ce fait, le temps TM2', mesuré entre les instants t5' et t6', est représentatif d'une pression plus forte que la pression P2 lors de la mesure de TM1 et est donc supérieur à TM1. On peut donc ainsi conclure, si le deuxième temps mesuré est inférieur au premier que la soupape 15 de mise à l'atmosphère du circuit de vapeurs fonctionne correctement Le choix de deux cycles de pompage dans la deuxième série permet d'obtenir une plus grande sûreté de diagnostic, par rapport au cas minimum où un seul cycle de pompage et de mesure est effectué. En effet, même si la soupape 15 est bloquée, la pression dans le circuit peut avoir légèrement baissé si le circuit de vapeurs présente un léger défaut d'étanchéité, néanmoins acceptable. Si l'on exécute la mesure du deuxième temps TM2' lors du premier cycle qui suit la désactivation de la pompe, ce deuxième temps peut être très voisin ou légèrement au dessous du temps de référence TM1 et conduire à un diagnostic erroné.Cependant, si le volume d'air introduit par la pompe lors d'un cycle est important en regard des fuites acceptables, et'ou si le temps de désactivation TA est court, I'emploi d'un cycle unique donne des résultats satisfaisants et permet d'accélerer le diagnostic. On va décrire maintenant une étape optionnelle du procédé qui peut être avantageusement effectuée dès que l'on a mesuré le premier temps TM1 de descente de la membrane, qui sert de référence. On peut en effet comparer ce temps à une plage de valeurs acceptables définie par des seuils minimum et maximum. Si le temps TMI est inférieur à un seuil minimum prédéterminé par exemple par expérimentation, on peut en conclure que le circuit de vapeurs comporte une fuite grossière ou que la soupape 15 ne s'est pas fermée. A l'inverse, si le temps TM1 est supérieur à un seuil maximum, ce peut être révélateur d'une anomalie du circuit, telle qu'une conduite obstruée par exemple. Dans les deux cas, on peut terminer la procédure de diagnostic, conclure à un défaut d'intégrité du système de récupération des vapeurs de carburant et prendre les actions appropriées, comme allumer un voyant d'alarme sur le tableau de bord du véhicule. REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic d'un système de récupération de vapeurs de carburant, du type utilisant une pompe (10) à membrane (11) pour établir une surpression dans un circuit de vapeurs (1;2), ladite pompe comprenant notamment: des moyens (12) pour générer un signal représentatif d'une position déterminée de la membrane, et une soupape (15) de mise à l'atmosphère du système, normalement ouverte quand la pompe est au repos et fermée lorsqu'elle est activée, ledit procédé consistant notamment à activer la pompe pendant une durée déterminée afin d'établir une surpression dans le système, mesureur le temps mis par la membrane pour revenir à la position déterminée et en déduire l'existence d'éventuelles fuites dans le système, procédé caractérisé en ce que l'on diagnostique le fonctionnement de la soupape de mise à l'atmosphère du système en activant la pompe pendant une première série (nul) de cycles de pompage afin d'établir dans le système une première pression (P1), mesurant un premier temps (TM1) mis par la membrane pour revenir à la position déterminée après l'établissement de la première pression (P1), désactivant la pompe pendant une durée déterminée (TA) réactivant la pompe pendant au moins un cycle de pompage, mesurant un deuxième temps (TM2;TM2') mis par la membrane pour revenir à la position déterminée après ce cycle, concluant au bon fonctionnement de la soupape de mise à l'atmosphère du système si le deuxième temps est inférieur au premier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de cycles (nul) de la première série est déterminé en fonction des paramètres de la pompe (surface de membrane et ressort) afin que la pression atteinte à l'issue du cycle de pompage suivant permette à la membrane de rejoindre sa position de repos. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la durée (TA) de désactivation de la pompe est supérieure à la durée minimale nécessaire permettant à la membrane de rejoindre sa position de repos. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on exécute deux cycles de pompage à l'issue de la durée de désactivation, et en ce que l'on mesure le deuxième temps (TM2; TM2') lors du second cycle. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, immédiatement après la mesure du premier temps (TM1), on le compare à une plage de valeurs prédéterminées et en ce que l'on conclut à une défaillance du système de récupération si ce premier temps n'appartient pas à ladite plage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on arrête la procédure de diagnostic si la comparaison permet de conclure à une défaillance du système.