Brevet FR2807835A1 — publié le 20011019

Arrière plan de l'invention La présente invention concerne un procédé de con- trôle du bon fonctionnement d'un réservoir, notamment d'une installation de ventilation de réservoir d'un véhicule auto-5 mobile, comprenant un réservoir, un filtre d'adsorption relié au réservoir par une conduite de branchement et comportant une conduite de ventilation, ainsi qu'une source de pression en amont de la conduite de ventilation. Dans différents domaines de la technique, il faut vérifier l'aptitude au fonctionnement de réservoirs, c'est-à- dire leur étanchéité. Ainsi par exemple dans les procédés chimiques il est important de contrôler l'étanchéité des ré- servoirs. Il est également nécessaire dans le domaine de l'automobile, de contrôler l'étanchéité d'installations de15 réservoir. De ce point de vue, dans certains pays comme les Etats Unis, la réglementation sera à l'avenir renforcée pour le fonctionnement des moteurs à combustion interne. Selon ces règles, il est par exemple nécessaire pour les véhicules uti- lisant un carburant liquide comme de l'essence, de les munir d'une installation de contrôle permettant de déceler un quel- conque défaut d'étanchéité (fuite) du réservoir ou de l'ensemble de l'installation de carburant. On connaît un procédé et un dispositif de con- trôle de l'aptitude au fonctionnement d'une installation de ventilation de réservoir d'un véhicule automobile par exemple selon les documents US- 5 349 935, DE 196 36 431.0 Al, DE 198 09 384.5 Al et DE 196 25 702 Al. Selon ces procédés et ces dispositifs, on crée une dépression dans l'installation de ventilation de réservoir et on exploite ensuite l'évolution de la pression pour déceler l'existence d'une fuite. Selon les documents JP-6-173837 et US-5 347 971, on connaît en outre un procédé de contrôle du bon fonctionne- ment d'une installation de ventilation de réservoir; selon ces documents, on branche une fuite de référence sur l'installation de ventilation de réservoir et on compare les mesures avec et sans fuite de référence pour avoir une indi- cation de l'existence d'une fuite. De plus, selon le document DE 196 36 431.0 Ai, il est connu qu'entre une pompe et une fuite de référence, on a une pression dynamique qui diminue le régime de la pompe et augmente le courant électrique reçu par la pompe. Le courant stationnaire qui s'établit est mémorisé et ensuite à l'aide d'une vanne de commutation le débit d'air de la pompe con- tourne la fuite de référence et arrive dans le réservoir. Si le réservoir est étanche, il s'y établit une pression plus élevée que lorsqu'on pompe avec une fuite de référence. Le courant consommé par la pompe est de ce fait plus élevé. En cas de fuite inférieure à la fuite de référence, la pression qui s'établit est inférieure à la pression de référence et le courant consommé est plus faible. Il peut arriver selon ces procédés et dispositifs qu'en présence d'une fuite dans le système de réservoir, pen- dant l'opération de diagnostic, du fait de la surpression créée, de faibles quantités de vapeur contenant des hydrocar- bures passent par la fuite à l'environnement. Les mesures et les calculs ont montré que ces quantités sont négligeables même vis-à-vis des critères d'émissions les plus stricts. Mais il serait plus avantageux que de telles émissions rédui- tes ne se produisent pas. Résumé de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif du type évoqué ci-dessus, pour évi- ter totalement les faibles émissions indiquées. En particulier, dans les procédés et les disposi- tifs évoqués ci-dessus, pendant un test de fonctionnement ou d'étanchéité du réservoir il faut que la quantité de produits polluants émis dans l'environnement soit aussi réduite que possible. A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la source de pression crée une dépression dans le réservoir et à partir de la courbe de pression et/ou du débit volumique de la source de pression on détermine l'existence d'une fuite. La particularité du procédé selon l'invention est que la source de pression génère une dépression dans le ré- servoir et cela à travers le filtre d'adsorption, et à partir de la courbe de pression et/ou du débit volumique, on peut5 déterminer l'existence d'une fuite. En inversant le sens de débit de la source de pression, par rapport au procédé connu, on ne pompe plus d'air dans le réservoir mais les éventuels gaz ou vapeurs qui se produisent sont aspirés du réservoir. Le procédé par dépression ainsi proposé évite efficacement10 une augmentation de l'émission des hydrocarbures à cause d'une éventuelle fuite. Le filtre à charbon actif branché en- tre le réservoir et la source de pression élimine totalement les hydrocarbures contenus dans les gaz ou vapeurs aspirés par la source de pression qui peuvent alors être évacués à l'extérieur sans difficulté. De manière particulièrement avantageuse dans le procédé de l'invention, on applique une dépression alternati- vement au réservoir et à une fuite de référence branchée en parallèle sur le réservoir, et pendant la dépression dans le réservoir ainsi que pendant la dépression dans la fuite de référence, la courbe de pression ou de débit volumique fourni par la source de pression sont saisies et comparées pour en conclure l'existence d'une fuite. Cela permet d'obtenir des informations encore plus précises sur l'existence d'une fuite. Le courant d'air aspiré de la fuite de référence est libéré des produits polluants et peut ainsi être dégagé sans difficulté dans l'environnement. Selon un développement du procédé de l'invention, pour déterminer la courbe de pression et/ou le débit volumi- que, on saisit au moins une grandeur caractéristique du fonc- tionnement de la source de pression lorsqu'elle crée la dépression, pour en conclure l'existence d'une fuite. Cela permet une saisie particulièrement simple des grandeurs né- cessaires à déterminer l'existence d'une fuite. En particulier on peut prévoir que comme gran- deur(s) de fonctionnement on utilise le courant électrique consommé par la source de pression et/ou la tension électri- que appliquée à la source de pression et/ou la vitesse de ro- tation de la source de pression. Avantageusement, la fuite de référence est bran- chée en parallèle sur le réservoir ou sur l'installation de ventilation de réservoir. Pour éviter de manière encore plus efficace l'émission de matières polluantes dans l'environnement, on peut conduire le débit de la source de pression dans la tubu- lure d'aspiration du moteur à combustion interne du véhicule. L'invention concerne également un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la direction de débit de la source de pression est réglée pour qu'à l'aide de la source de pression on crée une dépression dans le réservoir, et une unité de commutation électrique est prévue pour saisir et exploiter au moins une grandeur de fonctionnement de la source de pression pendant que la dépression règne dans le réservoir. De manière préférentielle en parallèle au réser- voir, on a une fuite de référence qui peut être reliée par un moyen de commutation alternativement au réservoir ou à la source de pression. Selon un autre mode de réalisation, la sortie de la source de pression est appliquée par une conduite de re- tour à une tubulure d'aspiration du moteur à combustion in- terne du véhicule. La source de pression elle-même est réalisée de préférence sous la forme d'une pompe notamment d'une pompe à alvéoles. Description résumée des dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés dans les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre une installation de venti- lation de réservoir appliquant le procédé selon l'invention, - la figure 2 montre l'évolution caractéristique dans le temps du courant du moteur de la pompe à dépression de l'installation de ventilation de réservoir de la figure 1. Description des exemples de réalisation L'installation de ventilation de réservoir repré- sentée schématiquement à la figure 1 comporte un filtre à charbon actif 20 relié par une conduite de branchement 12 à un réservoir 10. Une tubulure d'aspiration 40 d'un moteur à combustion interne (non représenté) est reliée par une con- duite 42 à une soupape de ventilation de réservoir 30. La flèche 41 indique le sens de passage de l'air aspiré. Le filtre à charbon actif 20 emmagasine le carbu- rant évaporé du réservoir 10. Dans le cas d'une unité de com- mande (non représentée ici) qui commande l'ouverture de la soupape de ventilation de réservoir 30, l'air de l'environnement est aspiré à travers le filtre à charbon ac- tif 20 qui libère alors dans l'air aspiré le carburant emma- gasiné. L'installation de ventilation de réservoir comporte un filtre passif (non représenté ici) reliant l'installation, ou une conduite 22 située en amont du filtre à charbon actif, avec l'air extérieur à l'environnement du véhicule. Lorsque le véhicule (non représenté) fonctionne ou que son moteur à combustion interne (également non repre- senté) fonctionne, ou encore lorsqu'on remplit le réservoir, des vapeurs volatiles d'hydrocarbures se forment dans le ré- servoir 10; ces vapeurs arrivent par la conduite 12 dans le filtre à charbon actif 20 et se fixent dans celui-ci de ma- nière réversible comme cela est connu. La soupape de ventilation de réservoir 30 est normalement fermée. A des intervalles réguliers, la soupape de ventilation de réservoir 30 est commandée par l'unité de commande pour une certaine pression partielle de la dépres- sion dans la tubulure d'aspiration 40 soit transmise au fil- tre à charbon actif 20 par la conduite 24 si bien que les vapeurs d'hydrocarbures stockées dans le filtre à charbon ac- tif 20 passent par la conduite 24 et sont aspirées à travers la soupape de ventilation de réservoir 30 dans la tubulure d'aspiration 40; ces vapeurs sont finalement brûlées dans le moteur à combustion interne et sont ainsi éliminées définiti- vement. Dans cette opération de régénération du filtre à charbon actif 20, de l'air de rinçage est aspiré dans le fil- tre à charbon actif 20 à travers la conduite 22 et le filtre passif non représenté, ce qui crée l'effet de rinçage propre- ment dit. Pour diagnostiquer l'aptitude au fonctionnement ou l'étanchéité de l'installation de ventilation de réser- voir, il est prévu une unité de diagnostic de fuite 60. Celle-ci se compose d'une pompe 50 reliée à l'unité de com- mande non représentée. La pompe 50 est précédée d'une vanne de commutation 70, par exemple une vanne à 3/2 voies. En pa-10 rallèle à cette vanne 70, dans une branche 80 distincte, on a une fuite de référence 81. La taille de la fuite de référence 81 est choisie pour correspondre à la taille de la fuite à détecter. La vanne de commutation 70 présente deux positions de commutation " I " et " II ". Dans la position " I ", la pompe 50 est reliée à la conduite 80 en pression et elle pompe alors à travers la fuite de référence 81 de l'air exté- rieur dans la conduite 80. La fuite de référence est précédée du côté extérieur par un filtre fin 82 pour éviter que la fuite de référence ne puisse être obturée par des particules aspirées. Le débit à la sortie 51 de la pompe 50 correspond pour la position " I " de la vanne 70, uniquement à de l'air extérieur; pour la position " II " du distributeur 70, le débit correspond à l'air nettoyé provenant du filtre à char- bon actif 20. Le flux ainsi débité peut être évacué sans dif- ficulté par la conduite 52 à l'environnement du véhicule. Pour assurer que même les plus petites impuretés du flux dé- bité sortant du filtre à charbon actif 20 n'arrivent pas dans l'environnement (cela est représenté par une ligne en trait interrompu) lorsque le moteur à combustion interne du véhi- cule tourne, dans ces conditions le flux débité à la sortie 51 de la pompe 50 est renvoyé par une conduite de retour dans la tubulure d'aspiration 40 et cela vers l'aval (voir la di- rection de la flèche 41). Le contrôle d'étanchéité de l'installation de ventilation de réservoir est décrit dans le document DE 196 36 431.0, auquel il est fait référence expressément ici. On constate en détectant le courant traversant le moteur de la pompe si le débit de la pompe 50 dans l'installation de ventilation de réservoir est différent du flux qui existe lorsqu'on crée une surpression au niveau de la fuite de réfé- rence. La différence importante par rapport à l'invention5 précédente est toutefois que selon la présente invention, on crée une dépression. Le chronogramme du courant électrique, c'est-à- dire du courant alimentant le moteur de la pompe lorsqu'une tension est appliquée à la pompe 50 est donné à la figure 2. La courbe a) correspond à la variation du courant dans le mo- teur de la pompe en fonction du temps pour une installation de ventilation de réservoir apte à fonctionner et ne présen- tant pas de fuite. Le segment de temps " I " représenté correspond à la vanne 70 de la figure 1 dans sa position " I ". Dans cette position de la vanne 70, un flux arrive à travers la fuite de référence 81 dans la pompe 50. Il s'établit un courant essen- tiellement constant imot en fonction du temps comme le montre schématiquement le segment de temps I à la figure 2. Dès que la vanne 70 passe de la position " I " à la position " II ", la pompe 50 crée une dépression dans l'installation de ventilation de réservoir; le débit tra- verse alors exclusivement le filtre à charbon actif 20 et ainsi tous les hydrocarbures contenus dans le flux débité sont évacués du flux débité par le filtre à charbon actif 20. Lors de la commutation, le courant imot dans le moteur dimi- nue tout d'abord rapidement puis augmente en continu en fonc- tion du temps jusqu'à atteindre une valeur supérieure ou égale à celle du courant moteur imot dans la position " I " de la vanne 70. Puis, dans le segment III on a un niveau de saturation. Cette évolution en fonction du temps représentée sous la référence a) à la figure 2 est caractéristique d'une installation de ventilation de réservoir fonctionnant correc- tement. En cas de fuite dans l'installation de ventila- tion de réservoir, le tracé de la courbe diffère du tracé a) dans le segment II dans la mesure o la montée dans le seg- ment II est plus faible que dans le cas a); dans le segment de temps III la valeur de saturation qui s'établit est ainsi également plus faible, ou égale à celle de la valeur mesurée dans le cas b). La différence du tracé des courbes résulte du fait qu'en cas de fuite, le débit de la pompe augmente et5 ainsi le moteur de la pompe travaille contre une dépression plus faible que dans le cas a) pour pomper; dans ces condi- tions le courant imot consommé par le moteur est plus faible. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé de contrôle du bon fonctionnement d'un réservoir, notamment d'une installation de ventilation de réservoir d'un véhicule automobile, comprenant un réservoir (10), un filtre d'adsorption (20) relié au réservoir (10) par une conduite de branchement (12) et comportant une conduite de ventilation (22), ainsi qu'une source de pression (50) en amont de la conduite de ventilation (22), caractérisé en ce que la source de pression (50) crée une dépression dans le réser- voir et à partir de la courbe de pression et/ou du débit vo- lumique de la source de pression (50) on détermine l'existence d'une fuite. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on applique une dépression alternativement au réservoir et à une fuite de référence (81) branchée en parallèle sur le ré- servoir, et pendant la dépression dans le réservoir ainsi que pendant la dépression dans la fuite de référence (81), la courbe de pression ou de débit volumique fourni par la source de pression (50) sont saisies et comparées pour en conclure l'existence d'une fuite. 3 ) Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que pour déterminer la courbe de pression et/ou le débit volumi- que, on saisit au moins une grandeur caractéristique du fonc- tionnement de la source de pression (50) lorsqu'elle crée la dépression, pour en conclure l'existence d'une fuite. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que comme grandeur(s) de fonctionnement on utilise le courant électrique consommé par la source de pression (50) et/ou la tension électrique appliquée à la source de pression (50) et/ou la vitesse de rotation de la source de pression (50). ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la fuite de référence (81) est branchée en parallèle sur le réservoir ou sur l'installation de ventilation de réservoir. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le débit de la source de pression (50) est conduit dans la tubulure d'aspiration (40) du moteur à combustion interne du véhicule automobile. ) Dispositif de contrôle du bon fonctionnement d'un réser- voir, notamment d'une installation de ventilation de réser- voir d'un véhicule automobile, comprenant un réservoir (10), un filtre d'adsorption (20) relié au réservoir (10) par une conduite de branchement (12) et comportant une conduite de ventilation (22), ainsi qu'une source de pression (50) bran- chée en amont sur la conduite de ventilation (22), caractérisé en ce que la direction de débit de la source de pression (50) est ré- glée pour qu'à l'aide de la source de pression (50) on crée une dépression dans le réservoir, et une unité de commutation électrique est prévue pour saisir et exploiter au moins une grandeur de fonctionnement de la source de pression (50) pen- dant que la dépression règne dans le réservoir. 8 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' en parallèle au réservoir, on a une fuite de référence (81) qui peut être reliée par un moyen de commutation (70) alter- nativement au réservoir ou à la source de pression (50). 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la sortie de la source de pression (50) est appliquée par une conduite de retour (53) à une tubulure d'aspiration (40) du moteur à combustion interne du véhicule. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la ou les grandeurs de fonctionnement caractérisant le débit de la source de pression (50) sont le courant électrique con- sommé par la source de pression (50) et/ou la tension élec- trique appliquée à la source de pression (50) et/ou la vitesse de rotation de la source de pression (50). 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la source de pression (50) est une pompe, notamment une pompe à alvéoles.