BR112012025538B1 - Processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação de filtro de vapores de gasolina para motor à combustão interna de veículo - Google Patents

Abstract

processo e dispositivo de detecção de bloqueio de válvula de purificação de filtro com vapores de gasolina. o processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação (4) de filtro de vapores de gasolina (3) para motor à combustão interna (1) de veículo, comporta pelo menos uma sequência das seguintes etapas: uma etapa de comando de abertura da válvula de purificação (4), uma etapa de medida de pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna (1), ligando à mistura admitida nesse motor (1); uma etapa de cálculo de um indicador, por tratamento estatístico de sinal sobre pelo menos um parâmetro medido, e de comparação desse indicador a um valor pré-determinado. a invenção visa também um dispositivo de detecção apto a aplicar o processo.

Description

[001] A presente invenção destaca o domínio das motorizações do veículo. Ela se refere mais especificamente a detecção de pane do circuito de filtro a vapor de gasolina (canisterem língua anglo-saxônica) que equipa os veículos dotados de um motor à combustão interna à gasolina.

[002] Há vários anos, com a finalidade, entre outras, de reduzir a poluição gerada pelos veículos a motor à gasolina, e de reduzir conjuntamente seu consumo, os reservatórios de carburantes desses veículos são equipados com um dispositivo de recuperação dos vapores de gasolina, que reinjeta estas no motor. Esse dispositivo usualmente denominado canister pelo técnico, é disposto nas proximidades do reservatório de gasolina. Ele comporta um filtro a carvão que fixa os vapores de gasolina, notadamente quando o motor está parado. A injeção dos vapores no motor pelo conduto de admissão é comandaa pela eletrônica de controle do motor ("ECU", Engine Control Unit, em inglês), permitindo a abertura e o fechamento de uma válvula de purificação.

[003] As normas atuais de determinados países restringem poder detectar a presença de escapamento de vapores de gasolina de um veículo. Isto implica diagnosticar todos os escapamentos possíveis e as panes de componentes implicados, notadamente o filtro de vapores de gasolina (canister) e a válvula de purificação.

[004] Conhecem-se na técnica anterior processos de detecção de funcionamento da válvula de purificação, utilizando um teste feito, quando o veiculo está em marcha lenta. Nesses processos, uma série de aberturas e de fechamentos da válvula de purificação é comandada em um periodo de aproximadamente dez segundos. Se a válvula for operacional, a admissão de vapor de gasolina no motor deve resultar na modificação de diversos parâmetros de funcionamento, tais como a riqueza da mistura, o binário, o regime motor, a pressão de admissão, etc. Detecta-se, então, se um desses parâmetros, que pode depender do veiculo considerado, varia além de um limite pré- determinado, e essa variação valida então o bom funcionamento da válvula de purificação do filtro de vapores. Esse processo é, por exemplo, descrito no pedido de patente FR 2 900 981 de Siemns VDO Automotive.

[005] Esse processo necessita, todavia, uma manutenção do regime motor em fase de marcha lenta durante vários segundos, o que limita sua aplicação, quando da utilização do veiculo.

[006] A presente invenção tem, portanto, por objeto propor um dispositivo que responda ao problema exposto acima.

[007] Uma segunda finalidade da invenção é de ser simples e pouco onerosa de aplicar.

[008] Para isso, a invenção visa um processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação de filtro de vapores de gasolina para motor à combustão interna de veiculo, o processo comporta pelo menos uma sequência das seguintes etapas: uma etapa de mudança de estado da válvula de purificação; • uma etapa de medida de pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna, ligado à mistura admitida nesse motor; • uma etapa de cálculo de um indicador, por tratamento estatístico de sinal sobre pelo menos um parâmetro medido, e de comparação desse indicador a um valor pré-determinado.

[009] De acordo com uma primeira aplicação da invenção, a etapa de cálculo de um indicador é uma etapa de cálculo de correlação, em uma duração pré-determinada, entre o parâmetro medido e o estado da válvula de purificação, e de determinação, caso a correlação calculada seja superior a um limite pré-determinado.

[0010] De acordo com uma outra aplicação da invenção, a etapa de cálculo de um indicador comporta uma etapa de medida do nivel de ruido observado sobre pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor ligado à mistura admitida nesse motor, antes e após uma mudança de estado da válvula de purificação.

[0011] Preferencialmente nesse segundo caso, o processo comporta uma filtragem do nivel de ruido sobre um parâmetro estudado, depois uma integração desse nivel de ruido, em uma duração determinada, após uma mudança de estado da válvula de purificação, depois uma comparação desse valor integrado a um limite pré-determinado.

[0012] De acordo com uma aplicação preferida, o processo comporta uma repetição das etapas tais como descritas mais acima, de maneira a se obter uma medida estatisticamente significativa.

[0013] De acordo com diversas disposições eventualmente utilizadas em conjunção: • a medida de parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna é feita no nivel de um coletor de admissão de ar do motor; • a medida de parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna é feita com o auxilio de uma sonda lambda.

[0014] A invenção visa também um dispositivo de detecção de bloqueio de válvula de purificação de filtro de vapores de gasolina para motor à combustão interna de veiculo, esse dispositivo comportando: • meios para medir pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna, ligado à mistura admitida nesse motor; • meios para comparar valores do parâmetro medido antes e depois de uma mudança de estado da válvula de purificação, e de determinação, caso a variação desse parâmetro seja superior a um limite pré-determinado.

[0015] Preferencialmente, os meios para medir pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna compreendem pelo menos um captador disposto no nivel de um coletor de admissão de ar do motor.

[0016] As finalidades e vantagens da invenção serão melhor compreendidas com a leitura da descrição e dos desenhos de um modo particular de realização, dado a titulo de exemplo não limitativo e para o qual os desenhos representam na figura 1 uma vista esquemática da disposição da válvula de purificação de vapores de gasolina no meio de um motor á combustão interna.

[0017] No presente exemplo, a invenção encontra seu lugar em um veiculo terrestre, tal como um automóvel.

[0018] O veiculo, não representa na figura 1, comporta um motor à combustão interna 1 alimentado por carburante contido em um reservatório de carburante 2. O motor à combustão interna 1 comporta um coletor de admissão de ar 5 e um conduto de entrada de carburante 12, ligado ao reservatório de carburante 2.

[0019] Para coletar vapores de carburante que emanam do reservatório de carburante 2, este é conectado a um filtro de vapores 3, o qual é ligado ao coletor de admissão de ar 5 por intermédio de uma válvula de purificação 4. A válvula de purificação 4 está apta a colocar em comunicação sobre comando o filtro de vapores 3 e o coletor de admissão de ar 5 do motor à combustão interna 1, de maneira a reciclar em parte pelo menos os vapores de carburante contidas no filtro de vapores 3.

[0020] O filtro de vapores 3 está também em comunicação com uma tomada de ar 6 por intermédio de uma saida e de uma válvula de saida 7 (conhecida sob o vocábulo NVLD do inglês "Natural Vacuum Leak Detector') aptos a colocar em comunicação o filtro de vapores 3 e a tomada de ar 6. A válvula de saida 7 se abre, quando a pressão no filtro de vapores 3 ultrapassa um certo limite ou passa abaixo de um certo limite. É o caso, por exemplo, quando a válvula de purificação 4 é aberta e o motor à combustão interna 1 funciona. A depressão então criada no coletor de admissão de ar 5 aspira os vapores de carburante contidos no filtro de vapores 3 e provoca a abertura da válvula de saida 7. O ar passa então através do filtro de vapores 3 e se carrega de vapor de carburante antes de passar no coletor de admissão de ar 5.

[0021] A válvula de saída 7 comporta, além disso, um pressostato 8 apto a comutar um sinal, segundo o nível de depressão no filtro de vapores 3. O pressostato 8 libera seu sinal por uma linha 9 a uma eletrônica de comando 10 que pode ser dedicada ao sistema ou dividida com outros elementos do veículo, tal como o motor à combustão interna 1. A eletrônica de comando 10 está apta a comandar a abertura e o fechamento da válvula de purificação 4 por uma linha de comando 11.

[0022] No presente exemplo, o processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação é aplicado à carga parcial do motor, isto é, nem na marcha lenta, nem em potência máxima.

[0023] Em funcionamento normal, desde que uma certa pressão de vapores de carburante é atingida no filtro de vapores 3, a válvula de purificação 4 se abre automaticamente. Ela se fecha, quando a pressão baixa aquém de um limite pré-determinado.

[0024] O processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação 4 de filtro de vapores de gasolina 3 comporta varais etapas: • mudança de estado da válvula de purificação 4 (eventualmente após um comando pela eletrônica de comando 10) ; • recebimento e memorização pela eletrônica de comando 10 de valores sucessivos de determinados parâmetros, medidos. Esses parâmetros podem ser medidos no nível do coletor de admissão de ar 5, por exemplo, a pressão e/ou a temperatura nesse coletor 5, a vazão mássica de ar, etc. por captadores conhecidos do técnico. Pode também tratar-se de outros parâmetros de funcionamento do motor ligados à mistura admitida, por exemplo, a riqueza de mistura, captadas por uma sonda lambda, também de tipo conhecido. Essas medidas são, por exemplo, adquiridas a cada semi- segundo por uma certa duração, por exemplo, de uma dezena de segundos. A duração da medida depende do motor considerado e de seu ponto de funcionamento. Ela é pré- determinada e memorizada pela eletrônica de comando 10; • cálculo de correlação entre os estados da válvula de purificação 4 e as variações de determinados parâmetros memorizados, e comparação dessa correlação a um limite pré- determinado .

[0025] Compreende-se que, quando da abertura da válvula de purificação 4, a qual aciona a admissão no motor de um afluxo suplementar de ar e de vapores de carburante, dever- se-ia observar uma modificação de determinados parâmetros de funcionamento do motor à combustão interna 1. O processo utiliza, portanto, no caso uma comparação entre um sinal observado antes da abertura da válvula de purificação 4, e esse mesmo sinal após a abertura dessa válvula de purificação 4. Essa comparação é feita correlacionando o parâmetro medido e o estado da válvula de purificação 4.

[0026] Dois casos se apresentam então: 1) seja a válvula de purificação 4 é bloqueada (em posição aberta ou fechada). Nesse caso, não há correlação (ou ela é inferior a um limite pré-determinado) entre o estado da válvula de purificação 4 e os sinais observados.

[0027] A eletrônica de comando 10 registra então os parâmetros, cuja correlação com as fases de mudança de estado da válvula de purificação é inferior a um limite pré-determinado, o que caracteriza, portanto, um defeito de funcionamento da válvula de purificação 4; 2) seja a válvula de purificação 4 funciona corretamente. Nesse caso, uma correlação entre as mudanças de estado da válvula de purificação 4 e determinados parâmetros de funcionamento do motor à combustão interna 1 é observada. A eletrônica de comando 10 calcula uma correlação superior a um limite pré-determinado, e caracteriza assim uma válvula operacional.

[0028] Compreende-se que o processo, tal como acaba de ser exposta, apresenta muitas vantagens.

[0029] A medida de correlação entre as variações de um parâmetro medido e o estado da válvula de purificação 4 fornece uma detecção nitidamente mais sensível do que a simples observação de um parâmetro, devido ao nivel de ruido considerável observado sobre os parâmetros de funcionamento do motor à combustão interna 1, quando este não está em regime de marcha lenta.

[0030] O processo permite detectar uma pane da válvula de purificação 4, sem necessitar do longo periodo de marcha lenta do motor, ao contrário dos processos da técnica anterior.

[0031] O processo é aplicável a qualquer motor à combustão interna 1, ai compreendido no caso de motorização hibrida de veiculos, em qualquer regime de funcionamento.

[0032] Esse processo pode ser utilizado em complemento de outros processos de detecção de bloqueio de válvula de purificação 4.

[0033] O alcance da presente invenção não se limita aos detalhes das formas de realização acima consideradas a titulo de exemplo, mas se estende, ao contrário, às modificações ao alcance do técnico.

[0034] Em uma variante de aplicação, a eletrônica de comando 10 comanda um ou vários ciclos de abertura e de fechamento da válvula de purificação 4, e registra os parâmetros medidos.

[0035] Em uma variante de aplicação, a eletrônica de comando 10 mede o nivel de ruido observado sobre pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna 1 ligado à mistura admitida nesse motor, antes e depois de uma mudança de estado da válvula de purificação 4.

[0036] Com efeito, se a válvula de purificação 4 for operacional, o nivel de ruido aumentará significativamente, quando ela estiver aberta, devido à admissão no motor à combustão interna 1 de um volume adicional de mistura. O fator de modificação do nivel de ruido pode, com efeito, atingir cinco ou seis, quando de uma abertura da válvula de purificação 4.

[0037] O processo utiliza, então, por exemplo, uma filtragem do nivel de ruido em um parâmetro estudado, depois efetua uma integração desse nivel de ruido, eventualmente mediano, em uma duração determinada, após uma mudança de estado da válvula de purificação 4, depois compara esse valor integrado a um limite pré-determinado.

Claims (5)

1. Processo de detecção de bloqueio de válvula de purificação (4) de filtro de vapores de gasolina (3) para motor à combustão interna (1) de veiculo, esse processo comportando pelo menos uma sequência das seguintes etapas: uma etapa de mudança de estado da válvula de purificação (4); - uma etapa de medida de pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna (1), ligado à mistura admitida nesse motor (1); - uma etapa de cálculo de um indicador, por tratamento estatístico de sinal sobre pelo menos um parâmetro medido, e de comparação desse indicador a um valor pré-determinado, caracterizadopelo fato de a etapa de cálculo de um indicador comportar uma etapa de medida do nivel de ruido observado sobre pelo menos um parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna (1) ligado à mistura admitido nesse motor, antes e depois de uma mudança de estado da válvula de purificação (4).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o processo comporta uma filtragem do nivel de ruido sobre um parâmetro estudado, depois uma integração desse nivel de ruido, em uma duração determinada após uma mudança de estado da válvula de purificação (4), depois uma comparação desse valor integrado a um limite pré-determinado.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de comportar uma repetição das etapas, tais como descritas mais acima, de maneira a se obter uma medida estatisticamente significativa.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de a medida de parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna (1) ser feita no nivel de um coletor de admissão de ar (5) do motor.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de a medida de parâmetro de funcionamento do motor à combustão interna (1) ser feita com o auxilio de uma sonda lambda.

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