FR2958690A1

FR2958690A1 - Procede et dispositif de detection de blocage de vanne de purge de filtre a vapeurs d'essence

Info

Publication number: FR2958690A1
Application number: FR1001458A
Authority: FR
Inventors: Thierry Collet
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-14
Anticipated expiration: 2030-04-08
Also published as: KR101856018B1; BR112012025538B1; KR20130038858A; CN102834602A; FR2958690B1; RU2559211C2; BR112012025538A2; CN102834602B; RU2012147445A; US8943878B2; US20130000395A1; WO2011124358A1

Abstract

Le procédé de détection de blocage de vanne de purge (4) de filtre à vapeurs d'essence (3) pour moteur à combustion interne (1) de véhicule, comporte au moins une séquence des étapes suivantes : • une étape de commande d'ouverture de la vanne de purge (4), • une étape de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), lié au mélange admis dans ledit moteur, • une étape de calcul d'un indicateur, par traitement statistique de signal sur au moins un paramètre mesuré, et de comparaison de cet indicateur à une valeur prédéterminée. L'invention vise également un dispositif de détection apte à mettre en œuvre le procédé.

Description

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. II 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.

Ce procédé nécessite cependant un maintien du régime moteur en phase de ralenti pendant plusieurs secondes, ce qui limite sa mise en oeuvre lors de l'utilisation du véhicule. 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 moteur à combustion interne de véhicule, le procédé comporte au moins une séquence des étapes suivantes : • une étape de changement d'état de la vanne de purge, • une étape de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne, lié au mélange admis dans ledit moteur, • une étape de calcul d'un indicateur, par traitement statistique de signal sur au moins un paramètre mesuré, et de comparaison de cet indicateur à une valeur prédéterminée. Selon une première mise en oeuvre de l'invention, l'étape de calcul d'un indicateur est une étape de calcul de corrélation, sur une durée prédéterminée, entre le paramètre mesuré et l'état de la vanne de purge, et de détermination si la corrélation calculée est supérieure à un seuil prédéterminé.

Selon une autre mise en oeuvre de l'invention, l'étape de calcul d'un indicateur comporte une étape de mesure du niveau de bruit observé sur au moins un paramètre de fonctionnement du moteur lié au mélange admis dans ledit moteur, avant et après un changement d'état de la vanne de purge. Préférentiellement dans ce second cas, le procédé comporte un filtrage du niveau de bruit sur un paramètre étudié, puis une intégration de ce niveau de bruit, sur une durée déterminée après un changement d'état de la vanne de purge, puis une comparaison de cette valeur intégrée à un seuil prédéterminé. Selon une mise en oeuvre préférée, 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 : • la mesure de paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne est effectuée au niveau d'un collecteur d'admission d'air du moteur, • la mesure de paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne est effectuée à l'aide d'une sonde lambda. L'invention vise également 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 de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne, lié au mélange admis dans ledit moteur, • des moyens de comparer des valeurs du paramètre mesuré avant et après un changement d'état de la vanne de purge, et de détermination si la variation dudit paramètre est supérieure à un seuil prédéterminé. Préférentiellement, les moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne comprennent au moins un capteur disposé au niveau d'un collecteur d'admission d'air du moteur.

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. 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, le procédé de détection de blocage de vanne de purge est mis en oeuvre à charge partielle du moteur, c'est à dire ni au ralenti, ni en puissance maximale. En fonctionnement normal, dès qu'une certaine pression de vapeurs de 5 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. Le procédé de détection de blocage de vanne de purge 4 de filtre à vapeurs d'essence 3 comporte plusieurs étapes : 10 • changement d'état de la vanne de purge 4 (éventuellement à la suite d'une commande par l'électronique de commande 10), • réception et mémorisation par l'électronique de commande 10 de valeurs successives de certains paramètres, mesurés. Ces paramètres peuvent être mesurés au niveau du collecteur d'admission d'air 5, par exemple la pression 15 et/ou la température dans ledit collecteur 5, le débit massique d'air, etc. par des capteurs connus de l'homme de l'art. II peut également s'agir d'autres paramètres de fonctionnement du moteur liés au mélange admis, par exemple la richesse de mélange, captées par une sonde lambda, également de type connu. Ces mesures sont par exemple acquises toutes les demi-secondes 20 pendant une certaine durée, par exemple d'une dizaine de secondes. La durée de la mesure dépend du moteur considéré et de son point de fonctionnement. Elle est prédéterminée et mémorisée par l'électronique de commande 10. • calcul de corrélation entre les états de la vanne de purge 4 et les variations de 25 certains des paramètres mémorisés, et comparaison de cette corrélation à un seuil prédéterminé. On comprend que lors de l'ouverture de la vanne de purge 4, laquelle entraine l'admission dans le moteur d'un afflux supplémentaire d'air et de vapeurs de carburant, on devrait observer une modification de certains paramètres de fonctionnement du moteur à 30 combustion interne 1. Le procédé utilise donc ici une comparaison entre un signal observé avant ouverture de la vanne de purge 4, et ce même signal après ouverture de ladite vanne de purge 4. Cette comparaison se fait en corrélant le paramètre mesuré et l'état de la vanne de purge 4. Deux cas se présentent alors : 35 1/ Soit la vanne de purge 4 est bloquée (en position ouverte ou fermée). Dans ce cas, il n'y a pas de corrélation (ou elle inférieure à un seuil prédéterminé) entre l'état de la vanne de purge 4 et les signaux observés.

L'électronique de commande 10 enregistre alors des paramètres dont la corrélation avec les phases de changement d'état de la vanne de purge est inférieure à un seuil prédéterminée, ce qui caractérise donc un défaut de fonctionnement de la vanne de purge 4. 2/ Soit la vanne de purge 4 fonctionne correctement. Dans ce cas, une corrélation entre les changements d'état de la vanne de purge 4 et certains paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 est observée. L'électronique de commande 10 calcule une corrélation supérieure à un seuil prédéterminé, et caractérise ainsi une vanne opérationnelle.

On comprend que le procédé, tel qu'il vient d'être exposé, présente plusieurs avantages. La mesure de corrélation entre les variations d'un paramètre mesuré et l'état de la vanne de purge 4 fournit une détection nettement plus sensible que la simple observation d'un paramètre, du fait du niveau de bruit important observé sur les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 lorsque celui-ci n'est pas en régime ralenti. Le procédé permet de détecter une panne de la vanne de purge 4 sans nécessiter de longue période de ralenti moteur, au contraire des procédés de l'art antérieur.

Le procédé est applicable à tout moteur à combustion interne 1, y compris dans le cas de motorisation hybride de véhicules, à tout régime de fonctionnement Ce procédé peut être utilisé en complément d'autres procédés de détection de blocage de vanne de purge 4. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de 25 réalisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art. 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.

30 Dans une variante de mise en oeuvre, l'électronique de commande 10 mesure le niveau de bruit observé sur au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 lié au mélange admis dans ledit moteur, avant et après un changement d'état de la vanne de purge 4. En effet, si la vanne de purge 4 est opérationnelle, le niveau de bruit augmente 35 significativement lorsqu'elle est ouverte, du fait de l'admission dans le moteur à combustion interne 1 d'un volume additionnel de mélange. Le facteur de modification du niveau de bruit peut en effet atteindre cinq ou six lors d'une ouverture de la vanne de purge 4. Le procédé utilise alors par exemple un filtrage du niveau de bruit sur un paramètre étudié, puis effectue une intégration de ce niveau de bruit, éventuellement moyenné, sur une durée déterminée après un changement d'état de la vanne de purge 4, puis compare cette valeur intégrée à un seuil prédéterminé.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé 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 le procédé comporte au moins une séquence des étapes suivantes : • 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 à combustion interne (1), lié au mélange admis dans ledit moteur (1), • une étape de calcul d'un indicateur, par traitement statistique de signal sur au moins un paramètre mesuré, et de comparaison de cet indicateur à une valeur prédéterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de calcul d'un indicateur, est une étape de calcul de corrélation, sur une durée prédéterminée, entre le paramètre mesuré et l'état de la vanne de purge (4), et de détermination si la corrélation calculée est supérieure à un seuil prédéterminé.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de calcul d'un indicateur, comporte une étape de mesure du niveau de bruit observé sur au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) lié au mélange admis dans ledit moteur, avant et après un changement d'état de la vanne de purge (4).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le procédé comporte un filtrage du niveau de bruit sur un paramètre étudié, puis une intégration de ce niveau de bruit, sur une durée déterminée après un changement d'état de la vanne de purge (4), puis une comparaison de cette valeur intégrée à un seuil prédéterminé.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une répétition des étapes telles que décrites plus haut, de manière à obtenir une mesure 25 statistiquement significative.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la mesure de paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) est effectuée au niveau d'un collecteur d'admission d'air (5) du moteur.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 30 la mesure de paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) est effectuée à l'aide d'une sonde lambda.
8. 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 : 35 • des moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), lié au mélange admis dans ledit moteur (1),• des moyens de corréler, sur une durée prédéterminée, un paramètre mesuré et l'état de la vanne de purge (4), et de déterminer si la corrélation mesurée est supérieure à un seuil prédéterminé.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de mesurer au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), comprennent au moins un capteur disposé au niveau d'un collecteur d'admission d'air (5) du moteur.