FR3042229B1

FR3042229B1 - Commande d'une vanne d'isolation d'un reservoir de carburant d'un vehicule automobile.

Info

Publication number: FR3042229B1
Application number: FR1559738A
Authority: FR
Inventors: Aurelien GROUSSARD; Thierry Collet; Oliver Grunwald
Original assignee: Audi AG; Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Audi AG; Continental Automotive GmbH; Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: FR3042229A1

Abstract

Un procédé (31) de commande d'une vanne d'isolation d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne comprend une phase de réchauffement pendant laquelle un courant de réchauffement (11) est commandé (303) dans le solénoïde de la vanne avec une première valeur moyenne non nulle mais inférieure à un seuil de courant (Ith) en dessous duquel la soupape de la vanne d'isolation est maintenu immobile dans une position de repos par l'action de moyens de rappel élastique de la vanne, puis une phase d'activation pendant laquelle un courant d'activation (I2) est commandé (305) dans le solénoïde avec une seconde valeur moyenne (I2) non nulle et supérieure au seuil de courant en sorte que la soupape est déplacée à partir de sa position de repos à l'encontre de l'action des moyens de rappel élastique. Le courant de réchauffement permet de débloquer la vanne d'isolation si elle est bloquée par le gel.

Description

COMMANDE D’UNE VANNE D’ISOLATION D’UN RESERVOIR DE CARBURANT D’UN VEHICULE AUTOMOBILE

Domaine de l'Invention

La présente invention se rapporte de manière générale au domaine du contrôle moteur des véhicules automobiles, et concerne plus particulièrement un procédé et un calculateur pour la commande d’une vanne d’isolation d’un réservoir de carburant d’un tel véhicule. L'invention trouve des applications, notamment, dans les circuits d’évacuation de vapeurs de carburant des véhicules automobiles équipés d’un moteur à combustion interne.

Etat de la technique

De nos jours, il est courant d’équiper les réservoirs de carburant de véhicules automobiles à moteurs thermiques, en particulier de véhicules automobiles à moteurs à essence, de circuits d’évacuation des vapeurs de carburant.

De manière connue, un circuit d’évacuation de vapeurs de carburant relie le réservoir de carburant à un filtre à vapeurs de carburant (« canister » dans la littérature anglo-saxonne), généralement un filtre à charbon actif, qui capture les vapeurs de carburant.

Ce filtre à vapeurs de carburant est en outre relié à une prise d’air et à un circuit de purge qui réinjecte les vapeurs de carburant capturées dans le moteur, par l’intermédiaire d’une vanne de purge.

Dans le cas notamment de véhicules automobiles équipés de moteurs hybrides thermique / électrique, ou de moteurs thermiques contrôlés selon un procédé de gestion d’allumage dit « start-stop », le temps de fonctionnement du moteur thermique est réduit et peut s’avérer insuffisant pour purger les vapeurs d’essence stockées dans le filtre. A cet effet, il est connu de placer, sur le circuit d’évacuation de vapeurs de carburant, une vanne d’isolation (« fuel tank isolation valve » dans la littérature anglo-saxonne, ou FTIV). Cette vanne d’isolation est par exemple contrôlée pour autoriser l’évacuation des vapeurs de carburant lorsque le moteur thermique fonctionne, et bloquer les vapeurs de carburant à l’intérieur du réservoir lorsque le moteur thermique est arrêté. Le réservoir est alors dimensionné pour supporter une pression plus élevée que dans les véhicules automobiles ne comportant pas une telle vanne d’isolation.

Il a été constaté que la vanne d’isolation peut rester bloquée après, par exemple, une utilisation par temps froid à l’aide des moyens de propulsion électrique d’un véhicule hybride thermique / électrique, ou après un stationnement prolongé du véhicule automobile en extérieur par temps froid. Si la vanne d’isolation est bloquée en position fermée, l’évacuation des vapeurs de carburant n’est pas possible, ce qui peut causer des dommages au réservoir de carburant. Si la vanne d’isolation est bloquée en position ouverte, alors les vapeurs de carburant peuvent s’échapper dans l’atmosphère extérieure, ce qui est préjudiciable à l’environnement.

Exposé de l'Invention L'invention vise à supprimer, ou du moins atténuer, tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur précités, étant observé que le blocage susmentionné d’une vanne d’isolation d’un réservoir de carburant d’un véhicule automobile a été identifié par les inventeurs comme étant attribuable au gel. A cet effet, un premier aspect de l’invention propose un procédé de commande d’une vanne d’isolation d’un réservoir de carburant d’un véhicule automobile équipé d’un moteur à combustion interne, ladite vanne d’isolation comportant une conduite de gaz avec une première buse d’extrémité adaptée pour être mise en communication gazeuse avec le réservoir et une seconde buse d’extrémité adaptée pour être mise en communication gazeuse avec un filtre à vapeurs de carburant du véhicule automobile, d’une part, et un tiroir coulissant et un solénoïde ainsi que des moyens de rappel élastique associés audit tiroir coulissant, d’autre part, ledit tiroir coulissant étant agencé pour plonger sélectivement dans la conduite en fonction d’un courant commandé dans le solénoïde. Le procédé comprend les étapes de : - commande d’un courant de valeur nulle dans le solénoïde, pour permettre l’immobilisation du tiroir coulissant dans une position de repos par les moyens de rappel élastique, ladite position de repos du tiroir coulissant correspondant à une fermeture complète de la vanne d’isolation ; et - commande dans le solénoïde d’un courant modulé en largeur d’impulsion avec une première valeur moyenne non nulle mais inférieure à un seuil de courant en dessous duquel la soupape est maintenue immobile dans la position de repos par l’action des moyens de rappel élastique, puis, - commande dans le solénoïde d’un courant modulé en largeur d’impulsion avec une seconde valeur moyenne non nulle et supérieure au seuil de courant en sorte que la soupape est déplacée à partir de sa position de repos à l’encontre de l’action des moyens de rappel élastique.

Le courant modulé en largeur d’impulsion avec une première valeur moyenne non nulle ne permet pas l’activation de la vanne d’isolation, mais il produit un réchauffement du solénoïde de la vanne d’isolement qui permet de réduire, voire de supprimer les effets du gel. C’est pourquoi on peut parler d’un courant de réchauffement en référence au courant ci-dessus, et d’une phase de réchauffement pour désigner la période de temps pendant laquelle ce courant est commandé dans le solénoïde de la vanne d’isolation. Ce courant de réchauffement se distingue d’un courant d’activation de la vanne d’isolation, c’est à-dire d’un courant modulé en largeur d’impulsion avec une seconde valeur moyenne non nulle et supérieure au seuil de courant précité. De cette manière, lorsqu’un tel courant d’activation de la vanne d’isolation est commandé après une phase de réchauffement ayant conduit au dégel complet de la vanne, la soupape ainsi libérée du gel peut être normalement mu à partir de sa position de repos, à l’encontre de la seule action des moyens de rappel élastique. Dans certains cas, même si le dégel de la vanne d’isolation n’est pas complet à l’issue de la phase de réchauffement, le courant d’activation peut être néanmoins suffisant pour débloquer la soupape de la vanne d’isolation.

Dans un mode de mise en œuvre, le courant avec la première valeur moyenne non nulle peut être systématiquement commandé à la mise en service d’un calculateur électronique, par exemple un calculateur de contrôle moteur du véhicule automobile. Cette mise en œuvre est la plus simple et la moins coûteuse. Elle ne nécessite qu’une programmation appropriée du calculateur électronique.

Dans un autre mode de mise en œuvre, le courant avec la première valeur moyenne non nulle peut être commandé à la mise en service d’un calculateur électronique comme un calculateur de contrôle moteur du véhicule automobile, en réponse en outre à au moins une première information de température indiquant une température inférieure à un premier seuil de température associé. Cela permet de ne commander un courant de réchauffement dans le solénoïde de la vanne FTIV qu’uniquement dans les situations où les conditions de température sont défavorables. On épargne ainsi du courant et on ne soumet pas inutilement la vanne FTIV à une phase de réchauffage.

Dans l’un ou l’autre des modes de mise en œuvre ci-dessus, le courant avec la première valeur moyenne non nulle peut être commandé pendant une durée déterminée suivant la mise en service du calculateur de contrôle moteur du véhicule automobile. La durée de cette temporisation peut être déterminée une fois pour toute lors de la conception du système, sur la base d’hypothèses extrêmes concernant les conditions de température auxquelles la vanne FTIV peut être soumise dans l’application considérée. Cette mise en œuvre a l’avantage de la simplicité.

En variante, la commande du courant avec la première valeur moyenne non nulle est stoppée en réponse à au moins une seconde information de température indiquant une température supérieure à un second seuil de température, supérieur au premier seuil de température. Dit autrement, la phase de préchauffage de la vanne FTIV est alors de durée variable, qui est fonction notamment de la différence entre la température de la vanne à la mise en service du calculateur d’une part, et d’une température considérée comme suffisamment élevée pour s’affranchir des problèmes de blocage de la vanne en raison de froid.

Par exemple, la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température, peut être fournie par un capteur de la température au niveau du réservoir de carburant du véhicule automobile. Une telle information peut alors être représentative de la température au plus près de la vanne FTIV. Cela procure une bonne fidélité de l’information de température utilisée pour déclencher la phase de préchauffage de la vanne FTIV, par rapport aux conditions réelles d’utilisation de cette vanne dans l’application considérée, et en tenant compte des conditions climatiques réelles.

Dans un autre exemple, la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température, peut être fournie par un capteur de la température ambiante du véhicule automobile. Avantageusement, un tel capteur de température existe déjà dans la plupart des véhicules automobiles. Il sert à indiquer à l’utilisateur quelle est la température extérieure, cette information étant généralement affichée par l’ordinateur de bord du véhicule.

Dans un autre exemple encore, la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température peut être fournie par un capteur de la température au niveau du moteur à combustion interne du véhicule automobile. Egalement, un avantage de cette mise en oeuvre est qu’un tel capteur de température existe déjà dans les véhicules actuellement produits. En outre, et surtout, elle permet de tenir compte d’un fonctionnement antérieur du véhicule avec utilisation du moteur thermique. En effet, si la température dans le compartiment moteur indique que le moteur est chaud, cela signifie que le moteur a fonctionné peu de temps avant. Cette information est utile à prendre en compte. En particulier, elle permet ici de ne pas provoquer de phase de préchauffage de la vanne FTIV lorsque le moteur à combustion interne a été arrêté pendant une durée relativement courte après une période de fonctionnement. Dans un tel cas en effet, le risque d’inconvénients liés au froid est peu probable, voire inexistant.

Dans un second aspect, l’invention concerne également un calculateur électronique de véhicule automobile, comportant des moyens configurés pour commander une vanne d’isolation d’un réservoir de carburant du véhicule automobile équipé d’un moteur à combustion interne suivant toutes les étapes du procédé selon le premier aspect.

Un troisième et dernier aspect de l’invention concerne un véhicule automobile comportant un calculateur électronique selon le deuxième.

Brève description des dessins D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, est une représentation schématique d’un circuit d’évacuation de vapeurs de carburant d’un réservoir d’un véhicule automobile; - la figure 2 est une représentation schématique d’une vanne d’isolation d’un réservoir de carburant d’un véhicule automobile ; - la figure 3 est un diagramme d’étapes illustrant des modes de mise en œuvre d’un procédé de commande d’une vanne d’isolation selon l’invention ; - la figure 4a et la figure 4b sont des graphes illustrant le comportement d’une vanne d’isolation lors d’une activation selon l’art antérieur en l’absence de blocage de la vanne ; - la figure 5a et la figure 5b sont des graphes illustrant le comportement d’une vanne d’isolation lors d’une activation selon l’art antérieur en cas de blocage de la vanne ; et, - la figure 6a et la figure 6b sont des graphes illustrant le comportement d’une vanne d’isolation lors d’une activation selon des modes de réalisation de l’invention en cas de blocage de la vanne par le gel.

Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l’échelle les uns par rapport aux autres, sauf mention contraire.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

De nos jours, il est courant d’équiper les réservoirs de carburant de véhicules automobiles à moteurs thermiques de circuits d’évacuation de vapeurs de carburant, en particulier les véhicules automobiles équipés de moteurs à essence.

La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un circuit 20 d’évacuation de vapeurs de carburant, en particulier d’essence, d’un réservoir 10 de carburant d’un véhicule automobile.

Tel qu’illustré par la figure 1, le circuit 20 d’évacuation de vapeurs de carburant relie le réservoir 10 à un filtre à vapeurs de carburant 23 (« canister »). Le filtre à vapeurs de carburant 23 comporte également une prise d’air 24, de sorte que la pression au niveau dudit filtre 23 correspond sensiblement à la pression ambiante, c'est-à-dire la pression atmosphérique.

Entre le réservoir 10 et le filtre 23, le circuit 20 d’évacuation de vapeurs de carburant comporte une soupape de retournement 21 (« ROV ») et une vanne d’isolation 22 (« FTIV »). La soupape de retournement est prévue pour fermer le circuit 20 en cas de retournement du véhicule lorsque, par exemple, un accident se produit, afin d’empêcher le carburant fluide de s’écouler à l’extérieur du réservoir de carburant 10. Le carburant liquide est alors cantonné dans le réservoir 10, ce qui réduit les risques d’incendie.

La vanne d’isolation 22 est par défaut dans un état fermé dans lequel aucune vapeur de carburant ne peut circuler du réservoir 10 vers le filtre 23. Ce résultat est obtenu grâce à des moyens de rappel élastiques, tel qu’un (ou plusieurs) ressort(s) coopérant avec un tiroir mobile de la vanne d’isolation, ainsi qu’il sera explicité plus loin en référence au schéma de la figure 2.

Une activation de la vanne d’isolation 22 fait passer celle-ci progressivement de l’état fermé à un état complètement ouvert. Ce résultat est obtenu en faisant circuler un courant de valeur suffisante dans une bobine (i.e., un solénoïde) dans laquelle plonge le tiroir, en sorte de créer une force électromagnétique surpassant la force de rappel des moyens de rappel élastiques précités.

Lorsque la vanne d’isolation 22 est ouverte, les vapeurs de carburant s’échappent du réservoir de carburant 10 en direction du filtre à vapeurs de carburant 23, du fait de la différence de pression entre ledit réservoir 10 et ledit filtre 23.

Tel qu’illustré par la figure 1, l’ouverture/fermeture de la vanne d’isolation 22, pour contrôler la pression à l’intérieur du réservoir de carburant 10, est commandée par un calculateur électronique 30. Le calculateur électronique 30 peut par exemple être le calculateur de contrôle moteur du véhicule automobile, ou tout autre calculateur embarqué dans la véhicule, par exemple un calculateur dédié à cette fonction uniquement, ou dédié à cette fonction parmi d’autres.

Le calculateur électronique 30 comprend par exemple au moins un processeur et au moins une mémoire dans laquelle est mémorisé un programme d’ordinateur. Ce programme comprend un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur, mettent en oeuvre les différentes étapes d’un procédé de commande de la vanne d’isolation 22. Des modes de mises en oeuvre du procédé de commande réalisé par ce programme seront détaillés plus loin en référence au diagramme d’étapes de la figure 3.

Dans une variante, le calculateur électronique 30 comporte des moyens matériels comme un ou des circuits logiques programmables, de type FPGA, PLD, etc., et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC) adaptés pour mettre en oeuvre tout ou partie des étapes du procédé de commande de la vanne d’isolation 22.

Une combinaison de tels moyens matériels et d’un ou plusieurs programmes d’ordinateur est également possible.

En d’autres termes, le calculateur électronique 30 comporte un ensemble de moyens configurés pour mettre en oeuvre de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.), le procédé de commande de la vanne d’isolation 22.

Le filtre à vapeurs de carburant 23 est également relié, dans l’exemple illustré par la figure 1, à un collecteur d’admission d’air 42 d’un moteur thermique 50 du véhicule automobile, par l’intermédiaire d’un circuit de purge 40 du filtre à vapeurs de carburant 23. Le circuit de purge 40 comporte notamment une vanne de purge 41 du côté du collecteur d’admission d’air 42 du moteur 50. La vanne de purge 41 est, par exemple, commandée par le calculateur électronique 30. Lorsque la vanne de purge 41 est fermée, aucune vapeur de carburant ne circule entre le filtre à vapeurs de carburant 23 et le collecteur d’admission d’air 42 du moteur 50. Lorsque la vanne de purge 41 est ouverte, les vapeurs de carburant capturées par le filtre à vapeurs de carburant 23 peuvent être purgées en direction du collecteur d’admission d’air 42 du moteur 50, qui est en dépression par rapport à la pression ambiante, au niveau de la prise d’air 24 du filtre à vapeurs de carburant 23.

Le procédé de commande de la vanne d’isolation 22 est particulièrement adapté pour faire baisser la pression de vapeurs de carburant dans le réservoir de carburant 10, préalablement à l’ouverture d’une trappe 11 dudit réservoir 10, en vue du remplissage dudit réservoir 10 avec du carburant. A cet effet, le réservoir de carburant 10 peut être équipé d’un capteur de pression 13, adapté pour fournir au calculateur électronique une information indicative de la pression à l’intérieur dudit réservoir 10. Le système est dimensionné et commandé de manière que la diminution de la pression à l’intérieur du réservoir 10 via le circuit 20 d’évacuation de vapeurs de carburant est relativement rapide, afin d’éviter au conducteur d’attendre trop longtemps l’ouverture de la trappe 11. Rien n’exclut cependant d’utiliser le procédé de commande selon l’invention pour d’autres opérations de contrôle de la pression des vapeurs de carburant à l’intérieur du réservoir de carburant 10, notamment pour éviter que cette pression ne dépasse la pression maximale supportée par ledit réservoir de carburant 10.

En référence au schéma de la figure 2, qui montre un exemple de vanne d’isolation en coupe longitudinale, la vanne d’isolation 22 de la figure 1 comprend principalement les éléments suivants qui vont maintenant être décrits. D’une part, la vanne d’isolation comprend une conduite de gaz 220. La conduite 220 a une première buse d’extrémité 221, ou buse d’entrée, adaptée pour être mise en communication gazeuse avec le réservoir de carburant 10 (via la soupape de retournement 21). La conduite 220 possède en outre une seconde buse d’extrémité 222, ou buse de sortie, adaptée pour être mise en communication gazeuse avec le filtre à vapeurs de carburant 23 du véhicule automobile. D’autre part, la vanne d’isolation 22 comprend une soupape coulissante 223 coopérant avec un solénoïde 224, ainsi que des moyens de rappel élastique 225 associés à ladite soupape 223.

La soupape 223 est mobile en translation suivant un axe déterminé, à savoir l’axe vertical en référence au plan de la figure 2. Plus particulièrement, La soupape 223 est agencée pour plonger sélectivement dans la conduite de gaz 220 en fonction d’un courant commandé dans le solénoïde 224. A cet effet, la soupape 223 est réalisé en, ou du moins comprend une portion réalisée en matériau ferreux, qui réagit au champ électromagnétique créé par la circulation du courant dans le solénoïde 224.

La course du tiroir coulissant 223 comprend deux positions extrêmes, à savoir une première position extrême (vers le bas, dans le plan de la figure 2) et une seconde position extrême (vers le haut, dans le plan de la figure 2).

La première position extrême du tiroir 223 correspond à la fermeture de la vanne. Dans cette position, la soupape 223 ferme complètement la conduite de gaz 220, empêchant la circulation de vapeurs de carburant dans le circuit 20 d’évacuation de vapeurs de carburant. Il s’agit de la position de repos du tiroir 223, qui correspond à l’état par défaut de la vanne d’isolation 22, c’est-à-dire lorsqu’aucun courant n’est commandé dans le solénoïde 224. Le maintien stable du tiroir 223 dans cette position de repos est assuré par les moyens de rappel élastique 225.

La seconde position extrême du tiroir 223 correspond à l’ouverture de la vanne. Dans cette position, la soupape 223 est au moins partiellement sortie de la conduite de gaz 220, en sorte de permettre la circulation de vapeurs de carburant de la buse d’entrée 221 vers la buse se sortie 222. Cette circulation s’opère naturellement, du fait de la différence de pression entre les parties du circuit d’évacuation des vapeurs de carburant 20, respectivement en amont et en aval de la vanne d’isolation 22.

Le courant dans le solénoïde 224 est piloté par le calculateur électronique 30, grâce à un signal électrique reçu au niveau d’un connecteur électrique 225 de la vanne d’isolation 22. Ce signal peut être une tension électrique, par exemple de 12 volts, modulée en largeur d’impulsion par exemple à une fréquence de 100 Hz environ, avec un rapport cyclique déterminé qui commande la valeur moyenne du courant circulant dans le solénoïde 224.

La figure 3 illustre schématiquement les principales étapes d’un procédé de commande de la vanne d’isolation 22 des figures 1 et 2. Ce procédé est par exemple mis en œuvre sous la forme d’instructions d’un programme d’ordinateur 31 stocké et exécuté dans le calculateur électronique 30. A l’étape 300, le programme commande un courant de valeur nulle dans le solénoïde 224. Cela permet l’immobilisation du tiroir coulissant 223 dans la position de repos par les moyens de rappel élastique 225 de la vanne d’isolation 22. Dans cette position de repos du tiroir coulissant, la vanne d’isolation 22 est complètement fermée. Les vapeurs de carburant restent confinées dans le réservoir de carburant 10. A la figure 3, on note Is le courant dans le solénoïde, et à l’étape 300 on a Is = 0.

Cette étape 300 peut être spécifiquement commandée pendant le fonctionnement du calculateur électronique 30, par exemple si le moteur thermique 50 est arrêté et que le véhicule automobile est propulsé par un moteur électrique, dans le cas d’un véhicule hybride thermique / électrique.

Dans un autre exemple, l’étape 300 peut être également spécifiquement commandée pendant le fonctionnement du calculateur électronique 30, lorsque le véhicule automobile est à l’arrêt à un feu de signalisation tricolore, dans le cas d’un véhicule équipé de la fonction « start-stop ». Dans ce cas, le moteur thermique est stoppé afin d’économiser du carburant et réduire les émissions de dioxyde de carbone dans l’atmosphère extérieure.

Dans les deux exemples de phases de fonctionnement du véhicule automobile envisagées dans les paragraphes ci-dessus, en effet, l’absence de fonctionnement du moteur thermique implique de ne pas purger les vapeurs de carburant stockées dans le filtre à vapeurs de carburant 23. Si on le faisait, les vapeurs de carburant s’échapperaient dans l’atmosphère sans être consommées par le moteur thermique du véhicule, ce qui n’est pas souhaitable pour l’environnement.

Il va sans dire que c’est aussi le cas lorsque le véhicule n’est pas utilisé, et que le calculateur électronique 30 est éteint. Dit autrement, l’étape 300 n’est pas toujours spécifiquement le résultat d’une instruction du programme 31 en cours d’exécution par le calculateur électronique 30. Elle est aussi, le résultat de la mise en sommeil du calculateur électronique 30 lorsque le véhicule automobile n’est pas utilisé. C’est notamment dans cette situation, si le véhicule roule à l’aide d’un moteur électrique seulement ou stationne de façon prolongée dehors par grand froid, que la vanne d’isolation peut se bloquer par le gel. La mise en oeuvre du procédé de l’invention, par exemple au réveil du calculateur électronique 30, permet de pallier aux risques et inconvénients de ces situations. A l’étape 301, on surveille le réveil du calculateur électronique 30. Tant que le calculateur est « OFF », le courant Is dans le solénoïde 224 de la vanne 22 est maintenu à 0. Ceci est représenté symboliquement à la figure 3 par le bouclage des étapes 300 et 301 tant que le test de l’étape 301 donne un résultat logique nul. Lorsque le calculateur électronique 30 est réveillé et devient « ON », le test de l’étape 301 donne un résultat logique positif. A l’étape 302, le calculateur 30 teste alors si une température T° de référence est inférieure à un premier seuil de température Tth1. Si non, cela veut dire que le risque de blocage de la vanne d’isolation 22 est nul, et le procédé passe à une étape 305 sur laquelle on reviendra plus loi. Si oui, alors à l’étape 303 le calculateur électronique 30 commande dans le solénoïde 224 de la vanne d’isolation 22 un courant Is modulé en largeur d’impulsion avec une première valeur moyenne 11 non nulle mais inférieure à un premier seuil de courant Ith en dessous duquel la soupape 223 est maintenue immobile dans la position de repos par l’action des moyens de rappel élastique 225. Le courant 11 est insuffisant pour générer une force électromagnétique capable de vaincre la force du ou des ressorts formant les moyens de rappel élastiques 225. La vanne d’isolation 22 reste donc fermée.

Dans un exemple, la valeur du premier seuil de température Tthlpeut être égale à -20°C, mais cette valeur n’est pas limitative. Un seuil aussi haut que -10°C seulement, par exemple, peut aussi être choisi selon l’emplacement de la vanne d’isolation dans le véhicule automobile, et donc la mesure dans laquelle elle est exposée au gel. On notera que la valeur du seuil de courant Ith dépend de l’application considérée, notamment de la conception de la vanne d’isolation dont les caractéristiques techniques sont connues de la documentation et des spécifications fournies par son fabricant.

Le courant 11 circulant dans le solénoïde 224 de la vanne d’isolation 22 produit une élévation de la température au niveau de ladite vanne. Ce réchauffement permet le dégel de la vanne 22.

En variante, le courant avec la première valeur moyenne 11 non nulle peut être systématiquement commandé à la mise en service du calculateur électronique 30 du véhicule automobile. Dans cette variante, qui est symbolisée à la figure 3 par le chemin en traits discontinus, il n’y a pas de test comparable à celui de l’étape 302. Le procédé passe directement de l’étape 301 à l’étape 303.

Dit autrement, le courant avec la première valeur moyenne 11 non nulle est commandé à la mise en service du calculateur électronique 30 en réponse à une information de température indiquant que la température surveillée est inférieure à un premier seuil de température Tth1 associé.

Dans un mode de mise en œuvre illustré par l’étape 304a, le courant avec la première valeur moyenne 11 non nulle est commandé pendant une durée At déterminée suivant la mise en service du calculateur électronique 30. Dit autrement, la commande du courant 11 est stoppée en réponse à au moins une seconde information indiquant que la temporisation de durée At a expiré. La durée At peut être déterminée lors de la conception du système, en fonction des particularités de l’application ou des applications envisagées. Elle peut aussi être paramétrable, ou être variable en fonction par exemple d’une température de référence comme la température ambiante. Dans ce dernier cas, elle peut être lue dans une table mémorisée, par exemple, dans le calculateur électronique 30.

Dans une variante de mise en œuvre illustrée par l’étape 304b et le chemin en traits pointillés dans le diagramme d’étapes de la figure 3, la commande du courant avec la première valeur moyenne 11 non nulle est stoppée en réponse à au moins une seconde information de température indiquant que la température surveillée est supérieure à un second seuil de température Tth2, qui est supérieur au premier seuil de température Tth1. Dit autrement, la phase de réchauffement est stoppée quand la températeure surveillée remonte au-dessus du second seuil Tth2. La valeur du second seuil de température Tth2 est par exemple égale à 0°C, mais peut aussi être positive, par exemple comprise entre 0 et +5°C, selon les particularités de l’application envisagée.

Par exemple, la première et/ou la seconde information de température, est fournie à l’étape 302 et à l’étape 304b, respectivement, par un capteur 12 de la température au niveau de la vanne d’isolation 22. En référence à la figure 1, le capteur de température 12 peut être disposé, par exemple, à proximité du réservoir de carburant 10 du véhicule automobile (par exemple sur ou dans le réservoir 10) et de la vanne d’isolation 22 qui en est proche en général.

Dans un autre exemple, la première et/ou la seconde information de température est fournie à l’étape 302 et à l’étape 304b, respectivement, par un capteur de la température ambiante 43 du véhicule automobile (voir figure 1). Le capteur 43 peut être disposé, par exemple sous le véhicule automobile, à l’abri sous une aile ou sous un pare-chocs avant ou arrière du véhicule automobile. Dans l’exemple tel qu’illustré par la figure 1, le capteur 43 de température ambiante est disposé sur le circuit de purge 40 entre le filtre 23 à vapeurs de carburant et la vanne de purge 41.

Dans un autre exemple encore, la première et/ou la seconde information de température, est fournie à l’étape 302 et à l’étape 304b, respectivement, par un capteur 51 de la température au niveau du moteur du véhicule automobile. Le capteur 53 peut être disposé dans le compartiment moteur, qui abrite le moteur à combustion interne du véhicule automobile.

Plusieurs des informations de température données par les capteurs de température 12, 43 et 51, respectivement, peuvent être combinées entre elles, aussi bien pour le test de l’étape 302 que pour celui de l’étape 304b. Dans ce cas, chacun des tests des étapes 302 et 304b peut être réalisé par comparaison avec un premier et un second seuil respectivement associé au capteur de température produisant chacune des informations de température considérées.

Quel que soit le mode de mise en oeuvre retenu pour arrêter la phase de réchauffement (test 304a ou test 304b), un courant d’activation de la vanne d’isolation, c’est-à-dire un courant modulé en largeur d’impulsion avec une seconde valeur moyenne 12 non nulle supérieure au seuil de courant Ith, peut être commandé à l’étape 305 après la commande du courant 11 à l’étape 303. Il peut s’écouler un certain laps de temps entre ces deux étapes 303 et 305, pour autant qu’un nouveau gel de la vanne ne soit pas encouru. Mais, dans un mode de mise en oeuvre, l’étape 305 fait immédiatement suite à l’étape 303 du moment que le test 304a ou le test 304b est vérifié.

Grâce au dégel de la vanne d’isolation 22 procuré par la phase de réchauffement qui a été décrite ci-dessus, lorsque le courant I2 d’activation de la vanne d’isolation est commandé après ladite phase de réchauffement, la soupape 223 ainsi libérée du gel peut être déplacée à partir de sa position de repos, à l’encontre de la seule action des moyens de rappel élastique 226. On notera que, même si le dégel de la vanne d’isolation n’est pas complet à l’issue de la phase de réchauffement, le courant d’activation peut être suffisant dans certain cas pour débloquer la soupape de la vanne d’isolation.

Dans un mode de réalisation, le courant d’activation I2 est par exemple obtenu en modulant en largeur d’impulsion la tension d’alimentation (tension du réseau électrique de bord du véhicule automobile, par exemple 12 volts, ou une tension de valeur inférieure) avec un rapport cyclique compris entre 50% et 60% et une fréquence égale à ou de l’ordre de 100 Hz. Dans ce cas, le courant de réchauffement 11 peut être obtenu dans les mêmes conditions, avec un rapport cyclique sensiblement inférieur, par exemple égal à ou de l’ordre de 10%.

Les graphes des Figures 4a-4b, 5a-5b, et 6a-6b, illustrent graphiquement la commande d’une vanne d'isolement telle que la vanne d'isolement 22 des figures 1 et 2, par le calculateur électronique 30.

Plus particulièrement, le graphe de la figure 4a montre l’allure, en fonction du temps t, du courant Is dans le solénoïde 224 lorsque le calculateur électronique 30 commande l’ouverture de la valve d'isolement sans phase de réchauffement préalable, conformément à l’art antérieur, et en l’absence de blocage de la vanne. Le graphe 5b montre l’allure, en fonction du temps t, du courant Is dans le solénoïde 224 lorsque le calculateur électronique 30 commande l’ouverture de la valve d'isolement 22 sans phase de réchauffement préalable, conformément à l’art antérieur, mais cette fois-ci en cas de blocage de la vanne, par exemple par le gel. Et la figure 6a montre l’allure, en fonction du temps t, du courant Is lorsque le calculateur électronique 30 commande l’ouverture de la vanne d’isolement 22 avec la phase préalable de réchauffement de la vanne d'isolement selon des modes de mise en œuvre conformes à la présente invention. En outre, les graphes des figures 4b, 5b et 6b montrent le déplacement d du tiroir 223 de la vanne d’isolement 22 en fonction du temps, dans les cas d’une commande du courant Is dans le solénoïde selon la figure 4a, la figure 5a et la figure 6a, respectivement.

En référence aux figures 4a et 4b, à l’instant tO un courant électrique de valeur 12 est initialement commandé par le calculateur électronique 30 dans le solénoïde 224. La valeur de ce courant 12 est supérieure à un seuil de courant Ith, au-dessus duquel la force électromagnétique générée dans le solénoïde 224 surmonte la force du (ou des) ressort(s) des moyens de rappel élastique 225 du tiroir 223 de la vanne d’isolement 22. Comme montré à la figure 4b, le tiroir coulisse d’une position extrême associée à la distance notée d1 et qui correspond à sa position de repos, jusqu’à une position associée à la distance notée d2, et qui correspond à la position extrême opposée à la précédente. Le courant Is décroît légèrement lorsque le tiroir commence à se déplacer, ce qui traduit la moindre résistance mécanique offerte par le tiroir une fois mis en mouvement.

Dans le cas des figures 5a et 5b, le tiroir 223 de la vanne d’isolement 22 est bloqué, par exemple par le gel. C’est pourquoi même un courant Is commandé dans le solénoïde avec une valeur supérieure au seuil de courant Ith ne suffit pas pour provoquer le déplacement du tiroir 223. Le courant Is finit par atteindre une valeur limite comme montré par le graphe de la figure 5a, mais le tiroir reste immobile comme illustré à la figure 5b où la valeur d reste égale à la valeur initiale d1.

Dans le cas enfin des figures 6a et 6b, qui correspond à la mise en œuvre du procédé de commande selon l’invention, le tiroir 223 est initialement bloqué par le gel à l’instant tO, mais la période de temps At pendant laquelle le courant 11 est commandé dans le solénoïde 224 permet de réchauffer la vanne d’isolement et de débloquer le tiroir 223. C’est pourquoi, quand à l’instant tO + At le courant de valeur I2 est commandé dans le solénoïde, le tiroir coulisse, ce qui est illustré à la figure 6b par le fait que la distance d passe à ce moment-là de d1 à d2.

En d’autres termes, la comparaison entre les figures 5a et 5b, d’une part, et les figures 6a et 6b, d’autre part, montre que grâce à la mise en œuvre du procédé selon l’invention l’ouverture de la vanne 22 est obtenue même en cas de blocage initial du tiroir coulissant par le gel, et ce sans que le courant Is dans le solénoïde ne dépasse les valeurs habituelles donc sans risque d’endommagement du solénoïde ou des autres éléments de la vanne d’isolement.

La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les figures des dessins annexés. La présente invention ne se limite pas, toutefois, aux formes de réalisation ainsi présentées. D’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en œuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et des dessins annexés.

Dans les revendications, le terme “comporter” n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. L’article indéfini « un » n’exclut pas le pluriel. Un seul processeur ou plusieurs autres unités peuvent être utilisées pour mettre en œuvre l’invention. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Enfin, les signes de référence aux figures des dessins ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé (31) de commande d’une vanne d’isolation (22) d’un réservoir (10) de carburant d’un véhicule automobile équipé d’un moteur à combustion interne (50), ladite vanne d’isolation comportant une conduite de gaz (220) avec une première buse d’extrémité (221) adaptée pour être mise en communication gazeuse avec le réservoir et une seconde buse d’extrémité (222) adaptée pour être mise en communication gazeuse avec un filtre (23)-à vapeurs de carburant du véhicule automobile, d’une part, et un tiroir coulissant (223) et un solénoïde (224) ainsi que des moyens de rappel élastique (226) associés audit tiroir coulissant, d’autre part, ledit tiroir coulissant étant agencé pour plonger sélectivement dans la conduite de gaz en fonction d’un courant (Is) commandé dans le solénoïde, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : - commande (300) d’un courant de valeur nulle dans le solénoïde, pour permettre l’immobilisation du tiroir coulissant dans une position de repos (d1) par les moyens de rappel élastique, ladite position de repos du tiroir coulissant correspondant à une fermeture complète de la vanne d’isolation ; et - commande (303) dans le solénoïde d’un courant modulé en largeur d’impulsion avec une première valeur moyenne (11) non nulle mais inférieure à un seuil de courant (Ith) en dessous duquel la soupape est maintenue immobile dans la position de repos par l’action des moyens de rappel élastique ; puis, - commande (305) dans le solénoïde d’un courant modulé en largeur d’impulsion avec une seconde valeur moyenne (I2) non nulle et supérieure au seuil de courant en sorte que la soupape est déplacée à partir de sa position de repos à l’encontre de l’action des moyens de rappel élastique.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le courant avec la première valeur moyenne non nulle est systématiquement commandé à la mise en service d’un calculateur électronique (30) du véhicule automobile.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le courant avec la première valeur moyenne non nulle est commandé à la mise en service (301) d’un calculateur électronique (30) du véhicule automobile en réponse (302) à au moins une première information de température indiquant une température inférieure à un premier seuil de température (Tth1).
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel le courant avec la première valeur moyenne non nulle est commandé pendant une durée déterminée (At) suivant la mise en service du calculateur de contrôle moteur du véhicule automobile.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la commande du courant avec la première valeur moyenne (11) non nulle est stoppée en réponse à au moins une seconde information de température indiquant une température supérieure à un second seuil de température (Tth2), supérieur au premier seuil de température.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température est fournie par un capteur (43) de la température au niveau de la température au niveau de la vanne d’isolation.
7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température, est fournie par un capteur (51) de la température ambiante du véhicule automobile.
8. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la première et/ou la seconde information de température, ou l’une des premières et/ou secondes informations de température est fournie par un capteur (12) de la température au niveau du moteur à combustion interne du véhicule automobile.
9. Calculateur (30) électronique de véhicule automobile comprenant au moins un processeur et au moins une mémoire, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens configurés pour commander une vanne d’isolation (22) d’un réservoir de carburant (10) d’un véhicule automobile équipé d’un moteur à combustion interne (50), conformément à un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur électronique (30) selon la revendication 9.