Brevet FR2963064A1 — publié le 20120127

SYSTEME DE RECUPERATION ET/OU DE REASPIRATION DE VAPEURS ISSUES D'UN RESERVOIR DE CARBURANT ET METHODE POUR LA MISE EN OEUVRE D'UN TEL SYSTEME DE RECUPERATION ET/OU DE REASPIRATION [0001 L'invention est du domaine des dispositions relatives à l'alimentation en air et en carburant d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Elle a pour objet un système de récupération et/ou de réaspiration de vapeurs de carburant issues d'un carburant contenu à l'intérieur d'un réservoir de carburant équipant le véhicule. Elle a aussi pour objet une méthode pour la mise en oeuvre d'un tel système de récupération et/ou de réaspiration. [0002] Un véhicule automobile est pourvu d'un réservoir de carburant pour stocker un carburant nécessaire à la mise en oeuvre d'un moteur à combustion interne à allumage piloté équipant le véhicule automobile. Lors du remplissage en carburant du réservoir ou lorsque le carburant est soumis à un échauffement, un dégagement de vapeurs de carburant se forme au-dessus d'une surface libre du carburant contenu à l'intérieur du réservoir. Il est règlementaire d'aspirer les vapeurs de carburant en évitant leur rejet à l'air libre. Cette nécessité est impérative dans le cas où le moteur à combustion interne est un moteur essence suralimenté ou atmosphérique. [0003] Le document EP 0,580,603 (ROBERT BOSCH GmbH) décrit un système de récupération et/ou de réaspiration des vapeurs comprenant une cartouche qui est prévue pour piéger les vapeurs de carburant et une vanne. La cartouche et la vanne sont disposées sur une conduite d'évacuation d'air interposée entre le réservoir et une ligne d'admission d'air vers le moteur à combustion interne. Plus particulièrement, la vanne est placée entre la ligne d'admission d'air et la cartouche. La cartouche, couramment dénommée « canister », contient du charbon actif pour retenir les vapeurs de carburant. Lorsque le moteur à combustion interne est mis en marche et après ouverture de la vanne, un mélange air - vapeur de carburant est aspiré hors du réservoir à l'intérieur de la conduite d'évacuation d'air et rejoint la cartouche. Les vapeurs de carburant sont retenues à l'intérieur de la cartouche par le charbon actif tandis que l'air épuré circule à l'intérieur de la conduite d'évacuation d'air depuis la cartouche vers la ligne d'admission d'air. [0004] Un problème général posé réside dans le fait qu'en un mode de fonctionnement en suralimenté du moteur à combustion interne, l'air épuré ou le mélange air - vapeur de carburant est susceptible d'être refoulé vers le réservoir ce qui limite, voire annule, l'avantage procuré par la présence de la cartouche et concentre de manière préjudiciable les vapeurs de carburant à l'intérieur du réservoir. S'il est possible d'équiper la conduite d'évacuation d'air d'un clapet de surpression pour éviter un tel refoulement, le clapet de surpression tend à générer des pertes de charge néfastes à l'intérieur de la conduite d'évacuation d'air. [0005] Le but de la présente invention est de proposer un système de récupération et/ou de réaspiration de vapeurs de carburant issues d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne, un tel système de récupération et/ou de réaspiration étant fiable, efficace et peu couteux. Un autre but est de proposer une méthode simple et fiable pour la mise en oeuvre d'un tel système de récupération et/ou de réaspiration. [0006] Le système de la présente invention est un système de récupération et/ou de réaspiration de vapeurs de carburant issues d'un réservoir de carburant équipant un véhicule automobile. Le système de récupération et/ou de réaspiration comprend une conduite d'évacuation d'air qui est pourvue d'une cartouche et qui est en relation avec le réservoir de carburant. [0007] Selon la présente invention, la conduite d'évacuation d'air est équipée d'au moins une vanne trois-voies comportant d'une part une admission d'air en relation avec le réservoir de carburant, et d'autre part une première évacuation d'air et une deuxième évacuation d'air qui sont respectivement en relation avec un premier point d'une ligne d'admission d'air du moteur à combustion interne et un deuxième point de la ligne d'admission d'air. [0008] Le premier point est avantageusement placé en amont d'un compresseur équipant la ligne d'admission d'air selon un sens d'écoulement de l'air à l'intérieur de la ligne d'admission d'air. [0009] Le deuxième point est préférentiellement placé en aval du compresseur selon ledit sens d'écoulement de l'air. [0010] Le deuxième point est avantageusement placé en aval d'un boîtier papillon équipant la ligne d'admission d'air selon ledit sens d'écoulement de l'air. [0011] Le système de récupération et/ou de réaspiration comprend avantageusement un calculateur équipé d'un capteur de pression destiné à mesurer une pression absolue d'air P prise en entrée d'un répartiteur d'air du moteur à combustion interne. [0012] Le calculateur constitue notamment un organe de commande de la mise en oeuvre de la vanne trois-voies. [0013] Une méthode de la présente invention est une méthode pour la mise en oeuvre d'un tel système de récupération et/ou de réaspiration qui est principalement reconnaissable en ce que la méthode consiste à effectuer les opérations successives suivantes : - mesurer une pression absolue d'air P prise en entrée du répartiteur d'air du moteur à combustion interne, et mettre en relation fluidique l'admission d'air de la vanne trois-voies avec la première évacuation d'air de la vanne trois-voies, si la pression absolue d'air P est supérieure ou égale à une pression seuil Pseuil, ou - mettre en relation fluidique l'admission d'air de la vanne trois-voies avec la deuxième évacuation d'air de la vanne trois-voies, si la pression absolue d'air P est inférieure à la pression seuil Pseuil. [0014] La pression seuil Pseuil est préférentiellement comprise entre 1,01.105 Pa et 1,016.105 Pa. [0015] La pression seuil Pseuil est par exemple égale à 1,013.105 Pa. [0016] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : ^ La fig.1 est une vue schématique d'un système de récupération et/ou de réaspiration de vapeurs de la présente invention. - Les fig.2 et fig.3 sont des illustrations du système de récupération et/ou de réaspiration de vapeurs représenté sur la figure précédente selon deux modes respectifs de fonctionnement. [0017] Sur les figures, un véhicule automobile est équipé d'un moteur à combustion interne 1, tel qu'un moteur essence suralimenté ou atmosphérique. Le moteur à combustion interne 1 est pourvu d'une ligne d'alimentation en carburant 2 qui relie le moteur à combustion interne 1 à un réservoir de carburant 3. La ligne d'alimentation en carburant 2 permet une amenée du carburant depuis le réservoir de carburant 3 vers le moteur à combustion interne 1. Pour ce faire, la ligne d'alimentation en carburant 2 comprend une pompe de gavage 4 pour faire circuler le carburant à basse pression à l'intérieur de la ligne d'alimentation en carburant 2, une pompe d'injection 5 apte à injecter à haute pression du carburant à l'intérieur du moteur à combustion interne 1 et un filtre à carburant 6 prévu pour retenir des impuretés. Le moteur à combustion interne 1 est également équipé d'une ligne d'admission d'air 7 qui est apte à pourvoir en air le moteur à combustion interne 1. A cet effet; la ligne d'admission d'air 7 comporte un compresseur 8 pour faire circuler l'air à l'intérieur de la ligne d'admission d'air 7, un filtre à air 9 pour retenir des impuretés et un boîtier papillon 10 qui régule la quantité d'air admise à l'intérieur du moteur à combustion interne 1. Selon un sens d'écoulement de l'air 11 à l'intérieur de la ligne d'admission d'air 7, le filtre à air 9 est placé en amont du compresseur 8 qui est lui-même disposé en amont du boîtier papillon 10. [0018] Le véhicule automobile est équipé d'un système de récupération et/ou de réaspiration 12 de vapeurs de carburant issues du carburant contenu à l'intérieur du réservoir de carburant 3. Le système de récupération et/ou de réaspiration 12 comprend une conduite d'évacuation d'air 13 qui débouche à l'intérieur du réservoir de carburant 3. La conduite d'évacuation d'air 13 est pourvue d'une cartouche 14 contenant par exemple du charbon actif pour piéger les vapeurs de carburant. La cartouche 14 est couramment dénommée « canister ». La conduite d'évacuation d'air 13 est aussi pourvue d'une valve 15 pour réguler la pression d'air à l'intérieur du réservoir de carburant 3. [0019] La présente invention propose d'équiper la conduite d'évacuation d'air 13 d'une vanne trois-voies 16. Cette dernière comporte une admission d'air 17 en relation avec le réservoir de carburant 3, une première évacuation d'air 18 en relation avec un premier point 19 de la ligne d'admission d'air 7 et une deuxième évacuation d'air 20 en relation avec un deuxième point 21 de la ligne d'admission d'air 7. Autrement dit, la conduite d'évacuation d'air 13 est constituée d'une conduite amont 22 reliant le réservoir de carburant 3 à l'admission d'air 17 de la vanne trois-voies 16, d'une première conduite aval 23 reliant la première évacuation d'air 18 de la vanne trois-voies 16 au premier point 19 de la ligne d'admission d'air 7 et d'une deuxième conduite aval 24 reliant la deuxième évacuation d'air 20 de la vanne trois-voies 16 au deuxième point 21 de la ligne d'admission d'air 7. La cartouche 14 et la valve 15 équipent avantageusement la conduite amont 22. [0020] Le premier point 19 de la ligne d'admission d'air 7 est préférentiellement situé entre le filtre à air 9 et le compresseur 8 tandis que le deuxième point 21 de la ligne d'admission d'air 7 est avantageusement placé en aval du boîtier papillon 10, entre ce dernier et le moteur à combustion interne 1. [0021] La mise en oeuvre de la vanne trois-voies 16 est placée sous la dépendance d'informations fournies par un calculateur 25 pour faire circuler l'air soit depuis l'admission d'air 17 de la vanne trois-voies 16 vers la première évacuation d'air 18 de la vanne trois-voies 16, soit depuis l'admission d'air 17 de la vanne trois-voies 16 vers la deuxième évacuation d'air 20 de la vanne trois-voies 16. Le calculateur 25 est équipé d'un capteur de pression 26 à même de mesurer une pression absolue d'air P en entrée d'un répartiteur d'air 27 que comporte le moteur à combustion interne 1. Le calculateur 25 est apte à comparer la pression absolue d'air P mesurée à une pression seuil mémorisée Pseuil. Cette dernière est préférentiellement de l'ordre de 1,013.105 Pa, soit 1013 mbars. [0022] Dans le cas où la pression absolue d'air P est supérieure ou égale à la pression seuil Pseuil, la vanne trois-voies 16 permet une circulation d'air depuis l'admission d'air 17 de la vanne trois-voies 16 vers la première évacuation d'air 18 de la vanne trois-voies 16, tel qu'illustré sur la fig.2, tandis que dans le cas où la pression absolue d'air P est inférieure à la pression seuil Pseuil, la vanne trois-voies 16 permet une circulation d'air depuis l'admission d'air 17 de la vanne trois-voies 16 vers la deuxième évacuation 20 de la vanne trois-voies 16, tel que représenté sur la fig.3. [0023] Ces dispositions sont telles que, en se reportant sur la fig.2, lorsque la pression absolue d'air P est supérieure ou égale à la pression seuil Pseuil, un mélange air - vapeurs de carburant est aspiré hors du réservoir de carburant 3 par l'intermédiaire de la conduite amont 22, les vapeurs de carburant sont piégées à l'intérieur de la cartouche 14 tandis que l'air épuré atteint la vanne trois-voies 16. Puis, l'air épuré circule à l'intérieur de la première conduite aval 23 pour rejoindre la ligne d'admission d'air 7 au premier point 19 et alimenter le moteur à combustion interne 1. [0024] Ces dispositions sont aussi telles que, en se reportant sur la fig.3, lorsque la pression absolue d'air P est inférieure à la pression seuil Pseuil, un mélange air - vapeurs de carburant est aspiré hors du réservoir de carburant 3 par l'intermédiaire de la conduite amont 22, les vapeurs de carburant sont piégées à l'intérieur de la cartouche 14 tandis que l'air épuré atteint la vanne trois-voies 16. Puis, l'air épuré circule à l'intérieur de la deuxième conduite aval 24 pour rejoindre la ligne d'admission d'air 7 au deuxième point 21 et alimenter le moteur à combustion interne 1. [0025] II en résulte finalement que quelque soit la pression absolue d'air P, les vapeurs de carburant sont susceptibles d'être évacuées hors du réservoir de carburant 3, sans risque d'être rejetées à l'air libre, et sans risque d'être refoulées vers le réservoir de carburant 3, y compris lors d'un mode de fonctionnement en pression de l'admission du moteur à combustion interne 1. Il en découle finalement que la conduite d'évacuation d'air 13 est exempte d'un quelconque clapet de surpression ce qui évite un accroissement de pertes de charge. REVENDICATIONS1.- Système de récupération et/ou de réaspiration (12) de vapeurs de carburant issues d'un réservoir de carburant (3) équipant un véhicule automobile, le système de récupération et/ou de réaspiration (12) comprenant une conduite d'évacuation d'air (13) qui est pourvue d'une cartouche (14) et qui est en relation avec le réservoir de carburant (3), caractérisé en ce que la conduite d'évacuation d'air (13) est équipée d'au moins une vanne trois-voies (16) comportant d'une part une admission d'air (17) en relation avec le réservoir de carburant (3) et d'autre part une première évacuation d'air (18) et une deuxième évacuation d'air (20) qui sont respectivement en relation avec un premier point (19) d'une ligne d'admission d'air (7) d'un moteur à combustion interne (1) et un deuxième point (21) de la ligne d'admission d'air (7). 2.- Système de récupération et/ou de réaspiration (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier point (19) est placé en amont d'un compresseur (8) équipant la ligne d'admission d'air (7) selon un sens d'écoulement de l'air (11) à l'intérieur de la ligne d'admission d'air (7). 3.- Système de récupération et/ou de réaspiration (12) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième point (21) est placé en aval du compresseur (8) selon ledit sens d'écoulement de l'air (11). 4.- Système de récupération et/ou de réaspiration (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième point (21) est placé en aval d'un boîtier papillon (10) équipant la ligne d'admission d'air (7) selon ledit sens d'écoulement de l'air (11). 5.- Système de récupération et/ou de réaspiration (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de récupération et/ou de réaspiration (12) comprend un calculateur (25) équipé d'un capteur de pression (26) destiné à mesurer une pression absolue d'airP prise en entrée d'un répartiteur d'air (27) du moteur à combustion interne (1). 6.- Système de récupération et/ou de réaspiration selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calculateur (25) constitue un organe de commande de la mise en oeuvre de la vanne trois-voies (16). 7.- Méthode pour la mise en oeuvre d'un système de récupération et/ou de réaspiration (12) selon la revendication 6, caractérisée en ce que la méthode consiste à effectuer les opérations successives suivantes : - mesurer une pression absolue d'air P prise en entrée du répartiteur d'air (27) du moteur à combustion interne (1), et - mettre en relation fluidique l'admission d'air (17) de la vanne trois-voies (16) avec la première évacuation d'air (18) de la vanne trois-voies (16), si la pression absolue d'air P est supérieure ou égale à une pression seuil Pseuil, ou - mettre en relation fluidique l'admission d'air (17) de la vanne trois-voies (16) avec la deuxième évacuation d'air (20) de la vanne trois-voies (16), si la pression absolue d'air P est inférieure à la pression seuil Pseuil. 11.- Méthode selon la revendication 7, caractérisée en ce que la pression seuil Pseuil est comprise entre 1,01.105 Pa et 1,016.105 Pa. 12.- Méthode selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pression seuil Pseuil est égale à 1,013.105 Pa.