Brevet FR2958691A1 — publié le 20111014

L'invention relève du domaine des motorisations de véhicule. Elle concerne plus spécifiquement la détection de panne du circuit de filtre à vapeur d'essence ("canister" en langue anglo-saxonne) qui équipe les véhicules dotés d'un moteur à combustion interne à essence. Depuis plusieurs années, dans le but, entre autres, de réduire la pollution générée par les véhicules à moteur à essence, et de réduire conjointement sa consommation, les réservoirs de carburants de ces véhicules sont équipés d'un dispositif de récupération des vapeurs d'essence, qui réinjecte celles-ci dans le moteur. Ce dispositif, usuellement dénommé canister par l'homme du métier, est disposé à proximité du réservoir d'essence. Il comporte un filtre à charbon qui fixe les vapeurs d'essence, notamment lorsque le moteur est à l'arrêt. L'injection des vapeurs dans le moteur par la conduite d'admission est commandée par l'électronique de contrôle du moteur ("ECU", Engine Control Unit, en anglais) permettant l'ouverture et la fermeture d'une vanne de purge. Les normes actuelles de certains pays contraignent à pouvoir détecter la présence de fuite de vapeurs d'essence d'un véhicule. Ceci implique de diagnostiquer toutes les fuites possibles et les pannes de composants impliqués, notamment le filtre à vapeurs d'essence (canister) et la vanne de purge. On connaît dans l'art antérieur des procédés de détection de fonctionnement de la vanne de purge utilisant un test effectué lorsque le véhicule est au ralenti. Dans ces procédés, une série d'ouvertures et de fermetures de la vanne de purge sont commandées, sur une période d'environ dix secondes. Si la vanne est opérationnelle, l'admission de vapeur d'essence dans le moteur doit résulter en la modification de divers paramètres de fonctionnement, tels que la richesse du mélange, le couple, le régime moteur, la pression d'admission etc. On détecte alors si un de ces paramètres, qui peut dépendre du véhicule considéré, varie au delà d'un seuil prédéterminé, et cette variation valide alors le bon fonctionnement de la vanne de purge du filtre à vapeurs. Un tel procédé est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 2 900 981 de Siemens VDO Automotive. II est clair que cette technique n'est pas applicable dans le cas de véhicules utilisant une motorisation de type hybride, combinant un moteur à combustion interne (ICE) et un moteur/générateur électrique. En effet, ces moteurs hybrides fonctionnent en mode électrique à basse vitesse et ne présentent donc pas de régime de ralenti moteur permettant la vérification de fonctionnement selon le principe évoqué plus haut. La présente invention a donc pour objet de proposer un dispositif répondant au problème exposé ci-dessus. Un second but de l'invention est d'être simple et peu onéreuse à mettre en oeuvre. A cet effet, l'invention vise un procédé de détection de blocage de vanne de purge de filtre à vapeurs d'essence pour véhicule à motorisation hybride comportant au moins un moteur à combustion interne et un moteur / générateur électrique. Le procédé comporte une étape de commande du moteur électrique en entraînement du moteur à combustion interne de manière à maintenir ledit moteur à combustion interne dans un régime constant, lors d'une phase de démarrage ou de pré- arrêt, et au moins une séquence des étapes suivantes durant ce maintien du régime constant du moteur à combustion interne : • une étape de changement d'état de la vanne de purge, • une étape de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur électrique, • une étape de comparaison des valeurs du paramètre mesuré avant et après le changement d'état de la vanne de purge, et de détermination si la variation dudit paramètre est supérieure à un seuil prédéterminé. Préférentiellement, le procédé comporte une répétition des étapes telles que décrites plus haut, de manière à obtenir une mesure statistiquement significative. Selon diverses dispositions éventuellement utilisées en conjonction : • le paramètre de fonctionnement du moteur / générateur électrique est une valeur de couple, • le moteur à combustion interne est piloté sans injection durant l'étape de commande de maintien du moteur à combustion interne dans un régime 25 constant non ralenti. L'invention vise sous un second aspect un dispositif de détection de blocage de vanne de purge de filtre à vapeurs d'essence pour moteur à combustion interne de véhicule, ledit dispositif comportant : • des moyens d'entraîner le moteur à combustion interne dans un régime 30 constant non ralenti, lors d'une phase de démarrage ou de pré-arrêt, par un moteur / générateur électrique, • des moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur / générateur électrique, • des moyens de comparer des valeurs du paramètre mesuré avant et après un 35 changement d'état de la vanne de purge, et de déterminer si la variation dudit paramètre est supérieure à un seuil prédéterminé. Préférentiellement, les moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur / générateur électrique comprennent un capteur de couple du moteur / générateur électrique. Les buts et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description et des dessins d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, et pour lequel les dessins représentent en figure 1 une vue schématique de la disposition de la vanne de purge du filtre à vapeurs d'essence au sein d'un moteur à combustion interne. Dans le présent exemple, l'invention trouve sa place dans un véhicule terrestre tel qu'une automobile, à motorisation de type hybride. Le véhicule, non représenté sur la figure 1, comporte un moteur à combustion interne 1 alimenté par du carburant contenu dans un réservoir de carburant 2. Le moteur à combustion interne 1 comporte un collecteur d'admission d'air 5 et une conduite d'arrivée de carburant 12, reliée au réservoir de carburant 2. Pour recueillir des vapeurs de carburant émanant du réservoir de carburant 2, celui-ci est connecté à un filtre à vapeurs 3, lequel est relié au collecteur d'admission d'air 5 par l'intermédiaire d'une vanne de purge 4. La vanne de purge 4 est apte à mettre en communication sur commande le filtre à vapeurs 3 et le collecteur d'admission d'air 5 du moteur à combustion interne 1, de manière à recycler en partie au moins les vapeurs de carburant contenues dans le filtre à vapeurs 3. Le filtre à vapeurs 3 est également en communication avec une prise d'air 6 par l'intermédiaire d'un évent et d'une vanne d'évent 7 (connue sous le vocable NVLD de l'anglais "Natural Vacuum Leak Detector") aptes à mettre en communication le filtre à vapeurs 3 et la prise d'air 6. La vanne d'évent 7 s'ouvre lorsque la pression dans le filtre à vapeurs 3 dépasse un certain seuil ou passe en dessous d'un certain seuil. C'est le cas par exemple lorsque la vanne de purge 4 est ouverte et que le moteur à combustion interne 1 fonctionne. La dépression alors créée dans le collecteur d'admission d'air 5 aspire les vapeurs de carburant contenues dans le filtre à vapeurs 3 et provoque l'ouverture de la vanne d'évent 7. De l'air passe alors à travers le filtre à vapeurs 3 et se charge de vapeur de carburant avant de passer dans le collecteur d'admission d'air 5. La vanne d'évent 7 comporte en outre un pressostat 8 apte à commuter un signal selon le niveau de dépression dans le filtre à vapeurs 3. Le pressostat 8 délivre son signal par une ligne 9 à une électronique de commande 10 qui peut être dédiée au système ou partagée avec d'autres organes du véhicule tel que le moteur à combustion interne 1. L'électronique de commande 10 est apte à piloter l'ouverture et la fermeture de la vanne de purge 4 par une ligne de commande 11. Dans le présent exemple de mise en oeuvre, nullement limitatif, le véhicule est de type hybride et comporte également un moteur / générateur électrique (non illustré sur la figure 1), susceptible d'entraîner le moteur à combustion interne 1. Le procédé de détection de fonctionnement de la vanne de purge 4 comporte plusieurs étapes. Dans une première étape, l'électronique de commande 10 pilote le moteur / générateur électrique pour entraîner le moteur à combustion interne 1 à une vitesse constante pendant une période de quelques secondes (typiquement une à trois secondes), lors d'une phase de démarrage ou d'arrêt dudit moteur à combustion interne 1. Le moteur à combustion interne 1 est entraîné par le moteur / générateur électrique sans injection de carburant dans les cylindres (donc sans combustion). En fonctionnement normal, dès qu'une certaine pression de vapeurs de carburant est atteinte dans le filtre à vapeurs 3, la vanne de purge 4 s'ouvre automatiquement. Elle se referme quand la pression baisse en dessous d'un seuil prédéterminé. Lors de ces changements d'état de la vanne de purge 4, l'électronique de commande 10 pilote la vanne papillon 13 contrôlant la quantité d'air à l'admission, selon un profil de commande adapté à maintenir constant, en théorie, le flux circulant dans les cylindres. Durant cette phase de stabilisation du régime moteur et de commande de la vanne de purge 4 et de la vanne papillon 13, l'électronique de commande 10 reçoit certains paramètres mesurés au niveau du moteur / générateur électrique, par exemple la puissance électrique délivrée et/ou le couple etc. Ces paramètres sont mesurés par des dispositifs de type connu de l'homme du métier et sont représentatifs du couple délivré par le moteur à combustion interne. Dans une variante de mise en oeuvre, l'électronique de commande 10 pilote un ou plusieurs cycles d'ouverture et de fermeture de la vanne de purge 4, et enregistre les paramètres mesurés. On comprend que, dans ce mode pour lequel le moteur à combustion interne 1 est entraîné par le moteur / générateur électrique, le moteur à combustion interne 1 se comporte comme un compresseur. Le couple produit par le moteur /générateur électrique pour maintenir constant le régime du moteur à combustion interne, dépend alors directement de la masse d'air injectée circulant dans ledit moteur. Deux cas se présentent alors : 1/ Soit la vanne de purge 4 est bloquée (en position ouverte ou fermée). Dans ce 35 cas, le flux d'air en provenance du filtre à vapeurs d'essence reste sensiblement constant, alors que l'électronique de commande 10 anticipe un flux non constant, et corrige l'admission dans les cylindres pour maintenir le flux global constant. Le flux d'air circulant dans le moteur à combustion interne n'étant pas constant, le couple ou la puissance électrique ou tout autre paramètre mesuré représentatif du couple au niveau du moteur / générateur électrique n'est pas constant. L'électronique de commande 10 enregistre alors des paramètres dont la variation au cours du temps est supérieure à un seuil prédéterminé, ce qui caractérise alors un défaut de fonctionnement de la vanne de purge 4. 2/ Soit la vanne de purge 4 fonctionne correctement. Dans ce cas, le flux dans les cylindres est effectivement constant. L'électronique de commande 10 ne détecte pas de variation significative dans le ou les paramètres mesurés. On comprend que le procédé, tel qu'il vient d'être exposé, présente plusieurs avantages. D'une part, il ne nécessite pas de capteur dédié, le moteur / générateur électrique d'un véhicule à motorisation hybride étant usuellement doté de capteurs de 15 couple moteur et/ou de mesures de la puissance électrique délivrée, etc. Il permet de détecter une panne de la vanne de purge 4 sans qu'il soit nécessaire d'observer une longue période de ralenti moteur, ce qui permet une réduction de la pollution générée par le moteur durant cette période. La détection de fonctionnement peut être effectuée durant une phase d'arrêt du 20 moteur, prolongée de quelques secondes, ce qui ne nuit pas aux performances de la voiture en conduite. Etant donné que le moteur à combustion interne 1 est piloté par le moteur / générateur électrique, il est possible d'obtenir un point d'opération (commande de flux circulant dans les cylindres) particulièrement stable, ce qui se traduit par une très 25 bonne précision du diagnostic de fonctionnement de la vanne de purge 4, la variabilité des paramètres mesurés étant faible, hors effet d'une panne de la vanne de purge 4. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art. 30 Dans une variante de mise en oeuvre, le moteur à combustion interne 1 est entraîné par le moteur / générateur électrique, en maintenant l'injection de manière à réduire l'effort demandé au moteur générateur électrique. Le procédé reste cependant principalement inchangé. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de blocage de vanne de purge (4) de filtre à vapeurs d'essence (3) pour véhicule à motorisation hybride comportant au moins un moteur à combustion interne (1) et un moteur / générateur électrique, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de commande du moteur électrique en entraînement du moteur à combustion interne (1) de manière à maintenir ledit moteur à combustion interne (1) dans un régime constant, lors d'une phase de démarrage ou de pré-arrêt, et au moins une séquence des étapes suivantes durant ce maintien du régime constant du moteur à combustion interne : • une étape de changement d'état de la vanne de purge (4), • une étape de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur électrique, • une étape de comparaison des valeurs du paramètre mesuré avant et après le changement d'état de la vanne de purge (4), et de détermination si la variation 15 dudit paramètre est supérieure à un seuil prédéterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une répétition des étapes telles que décrites plus haut, de manière à obtenir une mesure statistiquement significative. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le paramètre 20 de fonctionnement du moteur / générateur électrique est un paramètre représentatif du couple. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne (1) est piloté sans injection durant l'étape de commande de maintien du moteur à combustion interne (1) dans un régime constant non 25 ralenti. 5. Dispositif de détection de blocage de vanne de purge (4) de filtre à vapeurs d'essence (3) pour moteur à combustion interne (1) de véhicule, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte : • des moyens d'entraîner le moteur à combustion interne (1) dans un régime 30 constant non ralenti, lors d'une phase de démarrage ou de pré-arrêt, par un moteur / générateur électrique, • des moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur / générateur électrique (1), • des moyens de comparer des valeurs du paramètre mesuré avant et après un 35 changement d'état de la vanne de purge (4), et de déterminer si la variation dudit paramètre est supérieure à un seuil prédéterminé. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur / générateur électrique comprennent un capteur de couple du moteur / générateur électrique.