Brevet FR2756376A1 — publié le 19980529

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé pour déterminer le débit à travers une vanne de régénération d'une installation de ventilation de réservoir. De telles installations de ventilation de réser- voir sont utilisées dans les systèmes de réservoir de véhi- cule automobile comprenant un réservoir relié, à travers un filtre à charbon actif et une vanne de ventilation de réser- voir, à une tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion10 interne. La tubulure d'aspiration est équipée d'un volet d'étranglement. L'évaporation forme, dans le réservoir, des hy- drocarbures qui se déposent sur le filtre à charbon actif. Pour régénérer le filtre à charbon actif on ouvre la vanne de ventilation du réservoir et ainsi, du fait de la dépression régnant dans la tubulure d'aspiration, de l'air extérieur est aspiré à travers le filtre à charbon actif; les hydrocarbu- res déposés dans le filtre à charbon actif sont ainsi aspirés dans la tubulure d'aspiration pour alimenter le moteur à com- bustion interne. Un tel système de ventilation de réservoir connu selon l'état de la technique est représenté par exemple sché- matiquement à la figure 3. La difficulté de telles installations de ventila- tion de réservoir est que l'alimentation en gaz d'hydrocarbures par la vanne de régénération influence de ma- nière négative le mélange alimentant le moteur à combustion interne; cela détériore la caractéristique des gaz d'échappement nettoyés par voie catalytique du moteur à com- bustion interne. C'est pourquoi, il faut définir aussi préci- sément que possible la quantité qui traverse la vanne de régénération pour en tenir compte dans la préparation du mé- lange. Dans les procédés connus de détermination du dé- bit à travers une vanne de régénération dans une installation de ventilation de réservoir, on mesure la courbe caractéris- tique de débit de la vanne de régénération. Cette courbe caractéristique, mesurée, est enregistrée dans un appareil de commande du moteur à combustion interne et on y accède par adressage. L'inconvénient de ce procédé est néanmoins de ne pouvoir tenir compte de l'influence d'une pression variable du côté de la vanne de régénération opposé à la tubulure d'aspiration. Une telle variation de pression peut par exem- ple, par une chute de pression produite sur le filtre par ad- sorption, par une variation de la perte de charge du fait du vieillissement, par un dégazage du liquide du réservoir du véhicule ou encore par une augmentation de pression dans le réservoir provoquée par la mise en route d'une source de pression, créer une pression dans le système de réservoir comme cela est par exemple décrit dans le document non publié préalablement DE 196 25 702.6. En outre, la pression, du côté de la vanne de ré- génération opposé à la tubulure d'aspiration, peut varier à cause d'une variation d'altitude à laquelle se trouve le mo- teur à combustion interne. Ainsi, les différentes influences exposées ci- dessus, qui modifient la pression du côté de la vanne de ré- génération opposé à la tubulure d'aspiration, ne permettent pas de bien définir le débit volumique à travers la vanne de régénération. Cela est particulièrement vrai si le moteur à combustion interne fonctionne sous des charges élevées, c'est-à-dire lorsque le volet d'étranglement est ouvert et qu'il y a ainsi une pression statique telle que le débit à travers la vanne de régénération diminue. Dans ces circons- tances, les variations de pression se répercutent très forte- ment sur le débit volumique traversant la vanne de régénération. La présente invention a pour but de créer un pro- cédé permettant de déterminer le débit à travers une vanne de régénération d'une installation de ventilation de réservoir pour arriver, par des moyens techniques aussi simples que possible, à une détermination très précise du débit, en te- nant compte des influences de l'environnement telles que le vieillissement du filtre par adsorption, une variation d'altitude à laquelle se trouve le moteur à combustion in- terne, un dégazage du liquide contenu dans le système de ré- servoir ou autres éléments analogues. Avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on mesure la dif- férence des pressions à la fois du côté de la tubulure d'aspiration et du côté opposé à la tubulure d'aspiration pour la vanne de régénération et, à partir de la différence, on déduit le débit volumique traversant la vanne de régénéra- tion. Le fait de déterminer la pression qui règne sur la vanne de régénération à la fois du côté de la tubulure d'aspiration et du côté opposé, ainsi que la conclusion que l'on tire de la différence du débit volumique traversant la vanne de régénération, présente l'avantage important de tenir compte de toutes les influences sur la pression appliquée du côté de la vanne de régénération opposé à la tubulure d'aspiration. On peut ainsi tenir compte d'une variation d'altitude du moteur à combustion interne ou d'un dégazage du liquide du système de réservoir. On peut également tenir compte d'une chute de pression sur le filtre par adsorption, provoquée par sa perte de charge due au vieillissement. Sur le strict plan du principe, la différence de pressions, du côté de la vanne de régénération tourné vers la tubulure d'aspiration et du côté opposé à la tubulure d'aspiration, peut être détectée de différentes manières. Une réalisation avantageuse prévoit de détecter la différence de pressions par un capteur de pression diffé- rentiel branché en parallèle sur la vanne de régénération. Cela permet une saisie directe de la différence de pression par un capteur de différence de pression; ainsi, on déter- mine directement et de façon précise le débit volumique tra- versant la vanne de régénération. Selon une autre réalisation avantageuse du procé- dé, la pression du côté de la tubulure d'aspiration et la pression du côté opposé se déterminent séparément. Pour for- mer la différence de pression, il ne faut aucun moyen techni- que compliqué ni aucun capteur de pression différentielle, coûteux. Pour déterminer la pression du côté tourné vers la tubulure d'aspiration, on peut envisager de multiples mo- des de réalisation. Ainsi, on peut par exemple déterminer la pression à l'aide d'un modèle de pression de la tubulure d'aspiration. Une réalisation particulièrement avantageuse pré- voit de détecter la pression du côté tourné vers la tubulure d'aspiration, à l'aide d'un capteur de pression. Cela présente notamment l'avantage important de pouvoir utiliser en même temps le capteur de pression servant à déterminer le signal de charge pour fournir le débit volu- mique traversant la vanne de régénération. La pression du côté opposé à la tubulure d'aspiration est avantageusement détectée par un capteur de pression. Selon un mode de réalisation avantageux du procé- dé, le capteur de pression est un capteur de pression diffé- rentielle placé dans la diagonale d'un pont à pression partielle dont une branche comprend deux éléments créant une perte de charge entre une source de pression appliquée au système de réservoir et l'atmosphère; l'autre branche com- porte un autre élément à perte de charge et l'élément à perte de charge du système de réservoir. Cela permet d'utiliser un dispositif et un procédé de contrôle d'étanchéité d'un sys- tème de réservoir comme celui décrit par exemple dans le do- cument non publié antérieurement DE 196 25 702.6 pour la présente invention, pour servir en même temps à déterminer le débit volumique traversant la vanne de régénération; on sup- prime ainsi tous les capteurs supplémentaires et l'on a non seulement une solution techniquement simple et fiable, mais également une mise en oeuvre avantageuse sur le plan du coût du procédé. Les pertes de charge sont dimensionnées de préfé- rence pour avoir la même valeur que la perte de charge de la plus petite fuite à diagnostiquer dans le système du réser- voir. Mais il est également possible d'avoir des pertes de charge différentes. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de quelques exemples de réa- lisation représentés schématiquement sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour déterminer le débit à travers une vanne de régénération d'une installation de ventilation de réservoir, - la figure 2 montre schématiquement la courbe du débit volumique à travers une vanne de régénération, en fonc- tion de la différence entre la pression régnant sur le côté de la vanne de régénération opposé à la tubulure d'aspiration, et la pression régnant du côté tourné vers la tubulure d'aspiration, - la figure 3 montre schématiquement un système de réservoir de véhicule connu en soi. Description des exemples de réalisation Comme le montre la figure 3, un système de réser- voir de véhicule selon l'état de la technique se compose d'un réservoir 10 relié, à travers un filtre à charbon actif 12 et une vanne de régénération ou de ventilation de réservoir 14,25 à une tubulure d'aspiration 20 d'un moteur à combustion in- terne (non représenté ici). Un volet d'étranglement 22 équipe la tubulure d'aspiration 20. L'évaporation des gaz des hydrocarbures gazeux dans le réservoir 10 amène ceux-ci à se déposer dans le fil- tre à charbon actif 12. Pour régénérer le filtre à charbon actif 12, on ouvre la vanne de ventilation de réservoir 14 si bien que la dépression régnant dans la tubulure d'aspiration aspire de l'air atmosphérique à travers le filtre à char- bon actif 12; les hydrocarbures déposés dans le filtre à charbon actif 12 sont ainsi aspirés dans la tubulure d'aspiration 20 pour alimenter le moteur à combustion in- terne. Selon la figure 1, pour contrôler l'étanchéité du système de réservoir du véhicule, on prévoit une source de pression 30 par exemple sous la forme d'une pompe reliée par un pont diviseur de pression 40 au système de réservoir du véhicule. Le pont diviseur de pression 40 comprend une branche de pont 41 avec deux éléments à perte de charge 42, 43 entre la pompe 30 et l'atmosphère. L'autre branche de pont 46 comporte un autre élément à perte de charge 47 relié, à travers le filtre à charbon actif 12, au réservoir 10 du vé- hicule et enfin à l'élément à perte de charge du système de réservoir du véhicule. Les éléments à perte de charge 42, 43, 47 sont dimensionnés comme la plus petite perte de charge d'une fuite du système de réservoir à diagnostiquer. La diagonale du pont comporte un capteur de dif- férence de pression 50 dont un côté reçoit la pression P2 et l'autre côté la pression Pl. La pression Pl - P2 mesurée par le capteur de différence de pression 50 correspond, lorsque la pompe 30 est coupée, à la pression mesurée du côté de la vanne de régénération 14 opposé à la tubulure d'aspiration, c'est-à-dire à la pression PAKF de la sortie du filtre à charbon actif 12. Mais il est également possible d'avoir un capteur de différence de pression branché en parallèle sur la vanne de régénération 14 comme cela est indiqué schématique- ment à la figure 1. Pour déterminer le débit traversant la vanne de régénération 14, de l'installation de ventilation de réser- voir, on détermine la pression PAKF du côté de la vanne de régénération opposé à la tubulure d'aspiration 20 ainsi que la pression dans la tubulure d'aspiration PASP et, partant de là, on en déduit le débit volumique à travers la vanne de ré- génération 14. On détermine la pression Pasp dans la tubulure d'aspiration par exemple à l'aide d'un modèle de pression de tubulure d'aspiration ou encore par un capteur de pression 23 monté dans la tubulure d'aspiration 20. Pour mesurer la pression appliquée du côté de la vanne de régénération 14 opposé à la tubulure d'aspiration 20 on ouvre tout d'abord une vanne de dérivation 61. La pompe 30 étant coupée, la pression P2 est la pression ambiante si bien que la différence de pression Pi - P2 détectée par le capteur de différence de pression 50 correspond à la pression du côté du filtre à charbon actif, c'est-à-dire à la pression PAKF appliquée du côté de la vanne de régénération 14 non tourné vers la tubulure d'aspiration 20. Ainsi, lorsque la pompe est arrêtée, on a la re- lation: PAKF = Pl - P2 Une éventuelle dérive du capteur de pression est mesurée dans des conditions d'environnement prédéterminée pour être prise en compte. Ces conditions d'environnement sont celles d'une vanne de régénération 14 fermée, d'une pompe 30 coupée et d'un état de fonctionnement qui garantit que le liquide du réservoir ne dégaze pas; cela est par20 exemple le cas lorsque le véhicule démarre à froid. Lorsque la pompe 30 est branchée, par exemple pour effectuer un contrôle d'étanchéité du système de réser- voir, ou pour augmenter le taux de régénération du filtre à charbon actif 12, la borne P2 du capteur de différence de pression ne reçoit plus la pression ambiante mais reçoit en- viron 50 % de la pression de transfert de la pompe pp. Cela fausse la pression PAKF détectée comme cela a été décrit ci- dessus, c'est-à-dire la pression du côté de la vanne de régé- nération opposé à la pression dans la tubulure d'aspiration. En particulier les tolérances de débits de la pompe (pression de transfert de pompe pp) jouent un certain rôle. Le débit de la pompe peut toutefois également se déterminer dans les conditions d'environnement ci-dessus. Ces conditions d'environnement correspondent à une vanne de régé- nération 14 fermée, une vanne d'arrêt 16 ouverte et un état de fonctionnement garantissant que le liquide du réservoir ne dégaze pas; cela correspond par exemple au démarrage à froid d'un véhicule. Dans de telles conditions d'environnement, le branchement du capteur de différence de pression Pl, tourné vers la branche 41 du pont, reçoit toute la pression de transfert de pompe pp. La branche opposée à la branche 41 du5 pont dans le capteur de différence de pression 50 reçoit alors une pression P2 qui ne correspond plus qu'à environ % de toute la pression de transfert pp. La différence de pression mesurée (absolue) est ainsi une mesure de la pres- sion de transfert appliquée par la pompe:10 pp = 2. (Pl - P2) Cela permet de tenir compte du débit de la pompe en déterminant la pression appliquée à la vanne de régénéra- tion 14 du côté opposé à la tubulure d'aspiration 20. En ef- fet, lorsque la pompe fonctionne on a la relation suivante: PAKF = Pl - P2 + 1/2. pp. Le point de mesure de pression Pl du capteur de différence de pression 50 peut se trouver soit au voisinage de la vanne de régénération 14, soit sur l'ajutage du filtre à charbon actif 12 du côté de la vanne de régénération. Cette dernière disposition permet d'intégrer l'ensemble du disposi- tif décrit à la figure 1, comprenant le pont diviseur de pression, la pompe et le capteur de différence de pression , dans le filtre à charbon actif 12. En mesurant la pression PAKF directement sur la vanne de régénération 14, on ne peut par contre pas intégrer, car la conduite entre le filtre à charbon actif 12 et la vanne de régénération 14 peut avoir une longueur de plusieurs mètres. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé pour déterminer le débit à travers une vanne de régénération d'une installation de ventilation de réservoir, caractérisé en ce qu' on mesure la différence des pressions à la fois du côté de la tubulure d'aspiration et du côté opposé à la tubulure d'aspiration pour la vanne de régénération (14) (Pasp, PAKF) et, à partir de la différence, on déduit le débit volumique traversant la vanne de régénération (14). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte la différence de pression à partir d'un capteur de différence de pression (50) branché en parallèle sur la vanne de régénération (14). 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine séparément la pression (Pasp) du côté tourné vers la tubulure d'aspiration (20) et la pression (PAKF) du côté opposé à la tubulure d'aspiration pour la vanne de régé- nération (14). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on détermine la pression, du côté de la vanne de régénération (14) tourné vers la tubulure d'aspiration (20), à l'aide d'un modèle de pression dans la tubulure d'aspiration. 5 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on détermine la pression (Pasp), du côté de la vanne de régé- nération (14) tourné vers la tubulure d'aspiration (20), à l'aide d'un capteur de pression (23) monté dans la tubulure d'aspiration (20). 6 ) Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu' on détecte la pression, du côté de la vanne de régénération (14) opposé à la tubulure d'aspiration (20), à l'aide d'un capteur de pression (50). 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur de pression (50) est un capteur de différence de pression placé dans la diagonale d'un pont diviseur de pres- sion (40) dont une branche comporte deux éléments à perte de charge (42, 43) prévus entre une source de pression (30) pour appliquer la pression au système de réservoir, et l'atmosphère, et dont l'autre branche (46) comporte un autre élément à perte de charge (47) ainsi que la perte de charge du système de réservoir. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on choisit les pertes de charge (42, 43, 47) pour qu'elles aient la même valeur que la perte de charge de la plus petite fuite à diagnostiquer.