Brevet FR3078294A1 — publié le 20190830

DISPOSITIF DE SECURITE POUR RESERVOIR DE CARBURANT La présente invention concerne les dispositifs électromécaniques comportant une bobine et un élément mobile sous l'effet du champ magnétique de la bobine, et plus particulièrement un dispositif électromécanique comportant un élément de sécurité pour réservoir de carburant utilisé dans le domaine automobile. Les véhicules à moteur thermique sont classiquement muni d'un filtre à charbon actif appelé canister qui absorbe et retient les vapeurs de carburant provenant du réservoir. Le canister est relié à l'admission du moteur via une électrovanne de purge qui est fermée lorsque le moteur est à l'arrêt et qui s'ouvre de façon à permettre la purge du filtre lorsque le moteur est en fonctionnement. Les vapeurs en surplus dans le réservoir sont ainsi évacuées vers le moteur ou elles sont brulées. L'évacuation se fait toutefois en maintenant le réservoir de carburant en surpression. Les véhicules hybrides comportent également un tel système de canister associé à une électrovanne de purge. Un inconvénient de ces systèmes dans un véhicule hybride, provient du fait que l'électrovanne ne fonctionne pas lorsque le véhicule hybride est en mode électrique, c'est-à-dire lorsque le moteur thermique ne fonctionne pas. Le même problème se pose avec des véhicules à moteur thermique dans des situations où l'électrovanne n'est pas activée. Dans ces cas la, une accumulation de vapeur de carburant se forme dans le canister. Pour éviter la saturation des vapeurs dans le canister, les constructeurs utilisent des réservoirs de carburant sous pression afin de réduire la quantité de vapeur qui va du réservoir de carburant au canister. Cette accumulation des vapeurs augmente la pression dans le réservoir au delà du seuil de pression toléré par le réservoir ou défini par les normes en vigueurs. Le phénomène inverse peut également se produire lorsque le véhicule est à une température ne favorisant l'évaporation du carburant, ou lorsqu'il reste inactif durant une certaine période. Il est ainsi nécessaire de prévoir un dispositif permettant d'éviter cette augmentation ou diminution de pression dans le réservoir de carburant. 2 La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un dispositif électromécanique comportant un dispositif de sécurité pour réservoir de carburant, permettant ainsi la surpression ou dépression du réservoir au delà des seuils de tolérance 5 ou définis. Pour cela la présente invention propose un dispositif de sécurité, pour réservoir de carburant de véhicule automobile, comportant: - Une bobine, - un élément mobile sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine, 10 comportant un élément de sécurité configuré pour s'activer sous l'effet des vapeurs de carburant Le dispositif a pour avantage d'éviter de permettre de garder le réservoir en surpression. La surpression permet de limiter le passage de vapeur vers le canister, et ainsi d'éviter la saturation du canister. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de sécurité, pour réservoir de carburant de véhicule automobile, comporte: - Une bobine, - un élément mobile sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine, formant un permier passage pour la circulation de vapeur de carburant 20 lorsqu'il est ouvert, et un élément de sécurité configuré pour s'activer sous l'effet des vapeurs de carburant et formant un deuxième passage pour la circulation de vapeur de carburant lorsqu'il est ouvert. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de sécurité est formé par 25 une vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne est une vanne de type on/off. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne est disposée selon l'axe X du dispositif, déportée par rapport à l'axe X, de façon à ce que les vapeurs arrivant par le 3 conduit d'entrée circulent autour de l'élément mobile lorsqu'il est en position fermé et arrive au niveau de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comporte un ressort configuré pour se comprimer sous l'effet de la pression exercée par les vapeurs de 5 carburant. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne est disposée sur un second conduit de circulation des vapeurs de carburant de façon à ce que lorsque le premier conduit est fermé par le système électromagnétique, les vapeurs puissent circuler et être contrôlées par la vanne. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comporte un élément de sécurité supplémentaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, cet élément supplémentaire de sécurité est un ressort. L'invention concerne également, un ensemble moteur comportant : 15 - un réservoir de carburant en relation par un conduit de circulation des vapeurs de carburant avec un canister et débouchant dans un moteur - un dispositif de sécurité selon l'invention disposé sur ce conduit de circulation des vapeurs en sortie du réservoir de carburant. L'invention concerne également, l'utilisation du dispositif selon l'invention dans un 20 véhicule hybride. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: 25 - - la figure 1 est une représentation schématique d'une architecture moteur dans laquelle est intégré le dispositif selon l'invention, - La figure 2 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention, 2a) électrovanne ouverte, 2b) électrovanne fermée, - La figure 3 est une coupe transversale du dispositif selon l'invention, 4 - La figure 4 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif 10 de sécurité pour réservoir de carburant selon l'invention est 5 intégré dans une architecture ou ensemble 100 moteur illustrée figure 1. L'ensemble 100 moteur comporte un réservoir 1 de carburant en relation par un conduit 11 de circulation des vapeurs de carburant avec le canister 2. Le conduit de circulation des vapeurs de carburant débouche dans le moteur 4 avec le conduit 12 d'admission. Le dispositif 10 de sécurité selon l'invention est disposé sur ce conduit 11 de 10 circulation des vapeurs en sortie du réservoir 1 de carburant. Le canister 2 est ainsi disposé en aval du dispositif 10 de sécurité. Une vanne 3 de purge canister est disposée sur le conduit 11 de circulation des vapeurs en sortie du canister 2. Le moteur est alimenté en air via le conduit d'entrée d'air 5 frais, et les gaz d'échappement sont évacués via le conduit d'évacuation 6. 15 Ainsi les vapeurs autorisées, via le dispositif de sécurité, à traverser le dispositif 10 de sécurité, arrivent dans le canister 2. Puis en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, ces vapeurs sont recyclées par la vanne 3 de purge canister vers l'entrée moteur 4. Le dispositif 10 de sécurité selon l'invention illustré figures 2 et 3, est composé 20 d'une électrovanne de purge comportant un élément 40 de sécurité. L'objectif de ce dispositif de sécurité est d'éviter que la pression du réservoir de carburant soit supérieure à 350mbar, voire 400 mbar et inférieure à 200 mbar, voire 150 mbar. Le dispositif 10 comporte un conduit 20 d'entrée des vapeurs de carburant 25 connecté au conduit 11 de circulation des vapeurs arrivant du réservoir 1 de carburant, et un conduit 30 de sortie connecté conduit 11 de circulation des vapeurs circulant vers le canister 2. Le dispositif 10 comporte un connecteur 50 pour son raccordement électrique. Les matériaux du dispositif 10 sont choisis pour résister aux vapeurs d'hydrocarbures, notamment d'essence. 5 Le corps 61 du dispositif 10 loge intérieurement un système 60 électromagnétique. Ce dernier comporte, un noyau fixe 62, tubulaire d'axe X, en un matériau ferromagnétique doux tel que par exemple du fer ou un acier ferromagnétique. Le système 60 électromagnétique comporte une bobine 63 qui s'étend autour du 5 noyau fixe 10 pour générer en son sein un champ magnétique lorsqu'il est alimenté électriquement. La bobine 63 est par exemple en fil de cuivre isolé, notamment émaillé. Le dispositif comporte également un élément déplaçable selon l'axe X sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine 63, cet élément mobile étant sous la forme d'un noyau plongeur 70, réalisé en un matériau ferromagnétique, mobile axialement 10 selon l'axe X à l'intérieur du noyau fixe 62. Le noyau plongeur 70 est intérieur au noyau fixe, dans l'exemple considéré, et l'écoulement, qui est de préférence gazeux (vapeurs de carburant en l'espèce), a lieu à son contact quand il est ouvert. De préférence, le noyau plongeur 70 est en un matériau magnétique doux, qui 15 perd son aimantation lorsque le champ magnétique de la bobine cesse, de même que le noyau fixe 62. Le noyau plongeur 70 comporte une partie tubulaire 71 et une tête 72 formée par un retour annulaire vers l'intérieur. La tête 72 est traversée en son centre par un orifice pour le montage d'un joint de clapet 80. Ce dernier comporte une gorge annulaire dans 20 laquelle s'engage le retour 72 et vient en appui contre un siège de clapet, non visible, lorsque l'électrovanne est au repos, pour fermer le conduit de sortie 30. Un ressort de rappel 80 assure le retour du noyau plongeur 70 dans sa position de repos, de fermeture du conduit de sortie, en l'absence d'alimentation électrique de l'électrovanne. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, Le noyau fixe 62 présente une zone amincie 622 qui permet de concentrer l'induction magnétique dans celui-ci au point de saturer ou presque le matériau magnétique qui constitue ce noyau fixe. Le système 60 est, dans l'exemple considéré, fermée au repos figure 2b, et s'ouvre figure 2a lorsqu'alimenté électriquement, par exemple à une tension DC comprise entre 30 10 et 15V. 6 L'élément 40 de sécurité du dispositif 10 de sécurité est formé par une vanne 40. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne est une vanne de type on/off. La vanne est disposée selon l'axe X du dispositif 10, déportée par rapport à l'axe X, 5 illustré figure 3 Comme illustré figure 3, la vanne est disposée de façon à ce que les vapeurs arrivant par le conduit 20 d'entrée circule autour du noyau plongeur 70 lorsqu'il est en position fermé et arrive au niveau de la vanne 40. Plus précisément, le conduit 20 d'arrivée se prolonge de façon à former une paroi 10 31 sous l'extrémité 41 de la vanne, orientée dans la direction opposée à la circulation des vapeurs vers la sortie. L'extrémité 41 de la vanne, lorsque la vanne est en position fermée, prends ainsi appuie sur la paroi 31. La vanne comporte un ressort 42 qui sous l'effet de la pression exercée par les vapeurs arrivant par le conduit 20 d'arrivée se comprime. L'extrémité 41 se déplace et n'est ainsi plus en contact avec la paroi 31. Les 15 vapeurs peuvent alors circuler autour de la vanne 40. La vanne 40 est ainsi disposée sur un second conduit 21 de circulation des vapeurs de carburant de façon à ce que lorsque le premier conduit est fermé par le système électromagnétique, les vapeurs puissent circuler et être contrôlées par la vanne 40. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne 40 est commandée par 20 l'unité de contrôle moteur. Le conduit 30 de sortie des vapeurs comporte une ouverture 43 qui débouche dans le logement 45 dans lequel est disposée la vanne. Ainsi, lorsque la vanne 40 est en position ouverte, les vapeurs circulant sont évacuées par l'ouverture 43 du conduit dans le conduit 30 de sortie. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré figure 4, la vanne 40 comporte un élément 44 de sécurité supplémentaire. Cet élémentaire supplémentaire de sécurité est un ressort 44. Ce ressort agit dans le même sens que le premier ressort 42 de la vanne, et accentue son effet. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. 7 Lors du remplissage du réservoir de carburant par un utilisateur, les moteurs thermiques et électriques du véhicule sont éteints. Le dispositif de sécurité est en position fermé. Le remplissage du réservoir provoque la formation de vapeurs de carburant. La pression du réservoir augment. Lorsque la valeur de pression dans le 5 réservoir augmente et dépasse 400 mbar, la vanne de sécurité s'ouvre et libère des vapeurs jusqu'à ce que la pression redescende à 400 mbar. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne s'ouvre lorsque la pression dépasse 350 mbar. Ce mode de fonctionnement peut se réaliser dans d'autres conditions de 10 fonctionnement du véhicule que le remplissage du réservoir. Un autre mode de fonctionnement du dispositif est possible lorsque certaines conditions sont réalisées. Par exemple si la température ambiante est basse ou si le véhicule ne circule pas. La pression dans le réservoir baisse, le réservoir est alors en dépression. Dans ce cas la, la vanne reste fermée, de façon à ce que la pression remonte 15 suffisamment pour que le réservoir soit de nouveau en surpression. La vanne reste fermée lorsque la pression est inférieure à 200 mbar, et selon un mode de réalisation de l'invention, inférieure à 150 mbar. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans 20 s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de sécurité, pour réservoir de carburant de véhicule automobile, comportant: - Une bobine (63), - un élément (70) mobile sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (40) de sécurité configuré pour s'activer sous l'effet des vapeurs de carburant. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'élément 40 de sécurité est formé par une vanne (40). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la vanne est une vanne de type on/off. 4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, dans lequel la vanne est disposée selon l'axe X du dispositif (10), déportée par rapport à l'axe X, de façon à ce que les vapeurs arrivant par le conduit (20) d'entrée circulent autour de l'élément mobile (70) lorsqu'il est en position fermé et arrive au niveau de la vanne (40). 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la vanne comporte un ressort (42) configuré pour se comprimer sous l'effet de la pression exercée par les vapeurs de carburant. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la vanne (40) est disposée sur un second conduit de circulation des vapeurs de carburant de façon à ce que lorsque le premier conduit est fermé par le système électromagnétique, les vapeurs puissent circuler et être contrôlées par la vanne (40). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la vanne (40) comporte un élément (44) de sécurité supplémentaire. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel cet élément supplémentaire de sécurité est un ressort (44). 9. Ensemble (100) moteur comportant : 9 - un réservoir (1) de carburant en relation par un conduit (11) de circulation des vapeurs de carburant avec un canister (2) et débouchant dans un moteur (4) - un dispositif (10) de sécurité disposé sur ce conduit (11) de circulation des vapeurs en sortie du réservoir (1) de carburant. 5 10. Utilisation du dispositif (10) selon une de revendications 1 à 8 dans un véhicule hybride.