FR3100841A1 - Détermination de la charge en hydrocarbures d’un filtre absorbant en circuit ouvert - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif d’évaporation (13) des vapeurs d’un carburant stocké dans un réservoir (12) de véhicule automobile hybride ou thermique, comprenant notamment un module de contrôle (14) apte à commander une vanne de sortie (130) et une vanne de purge (134) en ouverture ou en fermeture, à contrôler une pompe électrique (136), à recevoir les mesures envoyées par au moins un capteur (137A, 137B), à déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique (136) et la sortie de la pompe électrique (136) à partir d’au moins une mesure reçue de l’au moins un capteur (137A, 137B), à recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique (136), à calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression calculée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue et à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant (131). Figure pour l’abrégé : Fig. 3
Description
L’invention concerne les systèmes d’injection de carburant dans les véhicules à moteur thermique et plus particulièrement un dispositif d’évaporation des gaz d’un réservoir de carburant d’un moteur thermique de véhicule automobile.
L’invention vise en particulier à mesurer la charge d’un filtre à carburant d’un véhicule automobile, c’est-à-dire le pourcentage de masse de carburant stocké dans ledit filtre à carburant.
Dans un véhicule automobile à moteur thermique, le carburant, qui est stocké dans un réservoir, est tout d’abord aspiré depuis ledit réservoir par une pompe dite « d’injection » qui l’achemine dans un rail, également dit « d’injection », où le carburant se trouve mis en pression. L’introduction du carburant dans la chambre de combustion d’un cylindre est réalisée par un injecteur relié d’une part au rail d’injection et d’autre part à ladite chambre de combustion et qui est contrôlé par un calculateur dit « de contrôle moteur ». Le réservoir de carburant, la pompe d’injection, le rail d’injection et les injecteurs de carburant forment ce que l’on nomme le système d’injection de carburant du véhicule.
Le carburant stocké dans le réservoir nécessite une mise à l’air libre pour pouvoir faire sortir les vapeurs émises par ledit carburant et faire entrer l’air lorsque le niveau du carburant diminue. Aussi, il est nécessaire de réguler la pression des gaz contenus dans le réservoir afin d’éviter les fortes variations de pression qui pourraient provoquer des dommages aussi bien matériels que corporels. Pour ce faire, une solution connue consiste à former un orifice d’échappement dans le bouchon de fermeture du réservoir afin d’évacuer ces vapeurs de gaz directement à l’extérieur du véhicule. Un tel rejet de ces vapeurs de carburant dans l’atmosphère présente l’inconvénient majeur de polluer l’environnement de manière importante. Or, de tels rejets deviennent de moins en moins souhaitables et possibles aujourd’hui eu égard aux différentes législations qui deviennent de plus en plus restrictives en la matière et dont certaines imposent de limiter drastiquement les émissions de vapeurs de carburant dans l’atmosphère.
Aussi, afin de limiter la pollution, il est connu de nos jours d’installer un dispositif d’évaporation des gaz dans le système d’admission de carburant du véhicule. Un tel dispositif d’évaporation est relié, d’une part, au réservoir et, d’autre part, à l’extérieur du véhicule. Dans une solution connue, ce dispositif d’évaporation comprend un filtre de dégazage à charbon dénommé ci-après « filtre absorbant » (communément désigné sous l’anglicisme de « canister » par l’homme du métier) qui permet d’absorber les vapeurs de carburant issues du réservoir de sorte que les émanations de carburant évacués dans l’atmosphère par le dispositif d’évacuation le soient sous forme d’un gaz significativement purifiés des composants polluants contenus dans les vapeurs de carburant.
Cependant, un tel filtre absorbant présente une capacité d’absorption limitée, appelée charge maximale du filtre absorbant. On dit alors que le filtre absorbant est « plein » ou « rempli » ou bien qu’il est saturé. Dans ce cas, le filtre ne peut plus retenir les vapeurs de carburant qui s’échappent alors dans l’atmosphère. Plus généralement, que le filtre absorbant soit saturé ou non, il est caractérisé à un instant donné par sa charge qui correspond au pourcentage de masse de carburant stocké dans ledit filtre à carburant par rapport à sa valeur de saturation, c’est-à-dire par rapport à sa charge maximale.
Afin de limiter les dégagements nocifs de carburant dans l’atmosphère à saturation du filtre, il est nécessaire de le purger régulièrement. Pour cela, le dispositif d’évaporation est relié au moteur du véhicule de manière à permettre l’injection des gaz et des vapeurs absorbés par le filtre directement dans les chambres de combustion des cylindres du moteur en fonctionnement afin de les brûler. Autrement dit, le filtre absorbant est régulièrement chargé par les vapeurs de carburant provenant du réservoir puis le calculateur de contrôle moteur le décharge épisodiquement dans les chambres de combustion des cylindres du moteur lorsque le moteur est démarré.
Dans une solution connue illustrée à la figure 1, le dispositif d’évaporation 3 des vapeurs de carburant comprend un circuit dit « d’absorption » 32, reliant le réservoir 2 au filtre absorbant 31, et un circuit dit « de purge » 33, reliant le filtre absorbant 31 au moteur 1 du véhicule. Le filtre absorbant 31 est également relié à un circuit dit « de ventilation » 35 comportant une vanne de sortie 30 de manière à permettre la circulation des gaz du réservoir 2 vers l’extérieur, via le filtre absorbant 31, permettant ainsi au filtre absorbant 31 de capter les vapeurs nocives émises par le carburant stocké dans le réservoir 2. Une vanne de purge 34 est intégrée au circuit de purge 33 et est contrôlée par le calculateur 4 de contrôle du moteur du véhicule. L’ouverture de la vanne de purge 34 permet, au moyen d’une pompe électrique 36, d’aspirer les gaz contenus dans le filtre absorbant 31 pour les acheminer dans les cylindres du moteur 1.
Afin de brûler les vapeurs nocives emmagasinées dans le filtre absorbant 31, il est nécessaire que le moteur 1 soit en fonctionnement. Or, dans les véhicules hybrides et dans les véhicules équipés d’un système « Start & Stop », le moteur 1 thermique n’est pas tout le temps en fonctionnement, voire peut être faiblement utilisé dans certains modes de conduite. Aussi, le filtre absorbant 31 peut se retrouver fréquemment saturé en vapeurs de carburant de sorte que les vapeurs s’échappent dans l’atmosphère, ce qui présente un inconvénient important.
Afin de remédier en partie à cet inconvénient, une solution connue consiste à sceller le réservoir 2 hermétiquement à l’aide d’une vanne d’isolation (non représentée sur la figure 1) afin d’éviter aux vapeurs de carburant de s’échapper. La vanne est ouverte uniquement lors d’un remplissage du réservoir 2 de sorte que le filtre absorbant 31 ne s’imprègne de vapeurs que lorsque le carburant est admis dans le réservoir 2. Le filtre absorbant 31 étant alors chargé moins fréquemment, et donc plus rarement saturé, une utilisation épisodique du moteur 1 thermique permet de limiter le dégazage des vapeurs de carburant dans l’atmosphère. Cependant, afin de contrôler la décharge des vapeurs dans le moteur 1, il est nécessaire de mettre le réservoir 2 sous pression et d’utiliser des capteurs à divers endroits du dispositif. Le réservoir 2 doit donc être particulièrement solide, ce qui le rend particulièrement onéreux. De même, les équipements nécessaires (vanne d’isolation, capteurs, etc.) peuvent augmenter le coût du dispositif. Enfin, avec cette solution, le dégazage du filtre absorbant 31 dans le moteur 1 dépend toujours du fonctionnement épisodique du moteur 1, ce qui peut conduire à l’échappement des vapeurs dans l’atmosphère lorsque le filtre absorbant 31 est saturé.
La présente invention a pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable, efficace et peu onéreuse pour gérer les vapeurs de carburant stockées dans le filtre absorbant.
A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un dispositif d’évaporation des vapeurs d’un carburant stocké dans un réservoir de véhicule automobile hybride ou thermique, ledit véhicule comprenant un moteur thermique et un réservoir de stockage d’un carburant destiné à être brûlé dans ledit moteur, ledit dispositif d’évaporation comprenant :
- un filtre absorbant apte à filtrer les vapeurs générées par le carburant stocké dans ledit réservoir sous forme d’hydrocarbures,
- un circuit dit « de ventilation » reliant l’extérieur du véhicule au filtre absorbant comprenant une vanne de sortie configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle la vanne de sortie permet l’échappement des gaz filtrés par le filtre absorbant vers l’extérieur, et une position fermée dans laquelle le dispositif d’évaporation est isolé de l’extérieur du véhicule,
- un circuit dit « de purge » reliant le filtre absorbant au moteur du véhicule et comprenant une pompe électrique centrifuge, apte à permettre la circulation des vapeurs de carburant absorbées par le filtre absorbant vers le moteur, au moins un capteur de pression et une vanne de purge configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle ladite vanne de purge permet la circulation des gaz du filtre absorbant vers le moteur, et une position fermée dans laquelle le filtre absorbant est isolé du moteur,
- une vanne de dérivation,
- un circuit dit « d’absorption » reliant le filtre absorbant à ladite vanne de dérivation,
- un circuit de connexion reliant la vanne de dérivation au réservoir,
- un circuit de dérivation reliant le circuit de purge, en aval de la pompe électrique, à la vanne de dérivation, ladite vanne de dérivation étant apte à évoluer entre une position dite « d’absorption », dans laquelle la vanne de dérivation permet la circulation des gaz entre le réservoir et le filtre absorbant, via le circuit de connexion et le circuit d’absorption, et une position dite « de mesure », dans laquelle la vanne de dérivation permet la circulation des gaz entre le circuit de purge et le réservoir via le circuit de dérivation et le circuit de connexion, la pompe électrique étant configurée pour, lorsque la vanne de sortie est ouverte et la vanne de purge est fermée, aspirer des gaz de l’extérieur via le circuit de ventilation et le filtre absorbant afin de les acheminer jusqu’au réservoir via le circuit de dérivation, la vanne de dérivation et le circuit de connexion, et
- un module de contrôle apte à commander la vanne de sortie et la vanne de purge en ouverture ou en fermeture, à contrôler la pompe électrique, à recevoir les mesures envoyées par l’au moins un capteur, à déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique et la sortie de la pompe électrique à partir d’au moins une mesure reçue de l’au moins un capteur, à recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique, à calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression calculée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue, et à calculer la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée et à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant.
- un filtre absorbant apte à filtrer les vapeurs générées par le carburant stocké dans ledit réservoir sous forme d’hydrocarbures,
- un circuit dit « de ventilation » reliant l’extérieur du véhicule au filtre absorbant comprenant une vanne de sortie configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle la vanne de sortie permet l’échappement des gaz filtrés par le filtre absorbant vers l’extérieur, et une position fermée dans laquelle le dispositif d’évaporation est isolé de l’extérieur du véhicule,
- un circuit dit « de purge » reliant le filtre absorbant au moteur du véhicule et comprenant une pompe électrique centrifuge, apte à permettre la circulation des vapeurs de carburant absorbées par le filtre absorbant vers le moteur, au moins un capteur de pression et une vanne de purge configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle ladite vanne de purge permet la circulation des gaz du filtre absorbant vers le moteur, et une position fermée dans laquelle le filtre absorbant est isolé du moteur,
- une vanne de dérivation,
- un circuit dit « d’absorption » reliant le filtre absorbant à ladite vanne de dérivation,
- un circuit de connexion reliant la vanne de dérivation au réservoir,
- un circuit de dérivation reliant le circuit de purge, en aval de la pompe électrique, à la vanne de dérivation, ladite vanne de dérivation étant apte à évoluer entre une position dite « d’absorption », dans laquelle la vanne de dérivation permet la circulation des gaz entre le réservoir et le filtre absorbant, via le circuit de connexion et le circuit d’absorption, et une position dite « de mesure », dans laquelle la vanne de dérivation permet la circulation des gaz entre le circuit de purge et le réservoir via le circuit de dérivation et le circuit de connexion, la pompe électrique étant configurée pour, lorsque la vanne de sortie est ouverte et la vanne de purge est fermée, aspirer des gaz de l’extérieur via le circuit de ventilation et le filtre absorbant afin de les acheminer jusqu’au réservoir via le circuit de dérivation, la vanne de dérivation et le circuit de connexion, et
- un module de contrôle apte à commander la vanne de sortie et la vanne de purge en ouverture ou en fermeture, à contrôler la pompe électrique, à recevoir les mesures envoyées par l’au moins un capteur, à déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique et la sortie de la pompe électrique à partir d’au moins une mesure reçue de l’au moins un capteur, à recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique, à calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression calculée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue, et à calculer la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée et à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant.
Le dispositif selon l’invention permet avantageusement d’estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant afin de procéder au dégazage du filtre absorbant en brûlant les vapeurs dans le moteur thermique, notamment en le démarrant, avant que ledit filtre absorbant ne soit saturé en vapeurs de carburant, de préférence lorsque le filtre absorbant est proche de la saturation mais pas encore saturé pour éviter de démarrer le moteur intempestivement ou trop fréquemment.
De préférence, le module de contrôle est apte à déterminer la charge du filtre absorbant à partir de la concentration calculée. Par les termes « charge du filtre absorbant », on entend son pourcentage de masse de carburant stocké dans ledit filtre à carburant à un instant donné par rapport à sa valeur de saturation, c’est-à-dire par rapport à sa charge maximale.
De manière avantageuse, la combustion des vapeurs de carburant dans les cylindres du moteur est réalisée dès que le moteur tourne ou lorsque la charge du filtre absorbant est comprise entre 70 et 99 %, de préférence entre 90 et 99 %.
De préférence, le dispositif comprend un premier capteur de pression, disposé en entrée de la pompe électrique et apte à mesurer la pression du flux gazeux entrant dans la pompe électrique, et un deuxième capteur de pression, disposé en sortie de la pompe électrique et apte à mesurer la pression du flux gazeux sortant de la pompe électrique.
En variante, le dispositif comprend un unique capteur de mesure de pression apte à mesurer la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe électrique.
De manière avantageuse, la pompe électrique est apte à mesurer sa vitesse de rotation et à envoyer la valeur mesurée au module de contrôle. Par vitesse de rotation, on entend la vitesse du rotor de la pompe électrique (« impulseur »), qui peut par exemple être de type « brushless ».
De préférence, le module de contrôle est apte à calculer la densité ρ de l’air chargé en hydrocarbures circulant dans la pompe électrique à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue selon l’équation suivante : où ρ est la densité des gaz circulant dans la pompe électrique (kg.m-3), ∆PAPPest la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe électrique (Pa), r est le rayon effectif du rotor de la pompe électrique (m), f est la vitesse de rotation du rotor de la pompe (rad.s-1).
De préférence, le module de contrôle est apte à calculer la charge en hydrocarbures de l’air chargé est réalisé à partir de la densité calculée selon l’équation suivante : où CLVest la concentration en hydrocarbures de l’air chargé, ρAIRest la densité de l’air (kg.m-3), ρBUTest la densité des vapeurs d’hydrocarbures (kg.m-3) et ρ est la densité du flux de gaz circulant dans la pompe électrique (kg.m-3).
L’invention concerne aussi un module de contrôle pour un dispositif d’évaporation tel que présenté précédemment, ledit module de contrôle étant apte à commander la vanne de sortie et la vanne de purge en ouverture ou en fermeture, à contrôler la pompe électrique, à recevoir les mesures envoyées par l’au moins un capteur, à déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique et la sortie de la pompe à électrique partir d’au moins une mesure reçue de l’au moins un capteur, à recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique, à calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue, à calculer la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée et à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant.
De préférence, le module de contrôle est apte à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant à partir de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé calculée, du débit de gaz dans la pompe électrique à partir d’une courbe prédéterminée caractérisant la perte de masse du filtre absorbant.
L’invention concerne aussi un véhicule automobile hybride ou thermique, ledit véhicule comprenant un moteur thermique, un réservoir de stockage d’un carburant destiné à être brûlé dans ledit moteur et un dispositif d’évaporation tel que présenté précédemment.
L’invention concerne également un procédé d’estimation de la charge en hydrocarbures d’un carburant contenu dans un filtre absorbant d’un véhicule automobile hybride ou thermique lorsque le moteur thermique dudit véhicule est éteint, ledit véhicule comprenant, outre le moteur thermique, un réservoir et un dispositif d’évaporation tel que présenté précédemment, ledit procédé comprenant les étapes, mises en œuvre par le module de contrôle du dispositif d’évaporation lorsque le moteur du véhicule étant éteint, de :
- ouverture de la vanne de sortie et fermeture de la vanne de purge,
- basculement de la vanne de dérivation dans sa position de mesure,
- démarrage de la pompe électrique afin de faire circuler de l’air de la vanne de sortie vers la pompe électrique via le filtre absorbant afin que ledit air se charge en hydrocarbures,
- détermination de la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique et la sortie de la pompe électrique à partir d’au moins une mesure envoyée par l’au moins un capteur,
- réception de la vitesse de rotation de la pompe électrique,
- calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue,
- calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée,
- estimation de la charge en hydrocarbures du filtre absorbant.
- ouverture de la vanne de sortie et fermeture de la vanne de purge,
- basculement de la vanne de dérivation dans sa position de mesure,
- démarrage de la pompe électrique afin de faire circuler de l’air de la vanne de sortie vers la pompe électrique via le filtre absorbant afin que ledit air se charge en hydrocarbures,
- détermination de la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique et la sortie de la pompe électrique à partir d’au moins une mesure envoyée par l’au moins un capteur,
- réception de la vitesse de rotation de la pompe électrique,
- calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue,
- calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée,
- estimation de la charge en hydrocarbures du filtre absorbant.
Le procédé comprend en outre une étape de détermination de la charge du filtre absorbant à partir de la concentration calculée.
Selon un aspect de l’invention, la vitesse de rotation de la pompe électrique est mesurée par la pompe électrique et envoyée par la pompe électrique au module de contrôle.
De préférence, le calcul de la densité ρ de l’air chargé en hydrocarbures est réalisé à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe électrique reçue selon l’équation suivante : où ρ est la densité des gaz circulant dans la pompe électrique (kg.m-3), ∆PAPPest la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe électrique (Pa), r est le rayon effectif du rotor de la pompe électrique (m) et f est la vitesse de rotation du rotor de la pompe électrique (rad.s-1).
De préférence, le calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé est réalisé à partir de la densité calculée selon l’équation suivante : où CLVest la concentration en hydrocarbures de l’air chargé, ρAIRest la densité de l’air (kg.m-3), ρBUTest la densité des vapeurs d’hydrocarbures (kg.m-3) et ρ est la densité du flux de gaz circulant dans la pompe électrique (kg.m-3).
Selon un aspect de l’invention, l’estimation de la charge en hydrocarbures du filtre absorbant est réalisée à partir de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé calculée, du débit de gaz dans la pompe électrique à partir d’une courbe prédéterminée caractérisant la perte de masse du filtre absorbant.
Dans un mode de réalisation, le procédé est répété un nombre consécutif de fois jusqu’à ce que la différence de concentration entre chaque étape soit inférieure à un seuil dit « de confirmation ».
Avantageusement, le procédé comprend en outre, préalablement à l’étape de démarrage de la pompe électrique, une étape de détermination du volume libre présent dans le réservoir. Par les termes « volume libre », on entend le volume correspondant à l’espace libre de carburant dans le réservoir, occupé uniquement par du fluide à l’état gazeux. Le volume libre peut être estimé soit à partir du niveau carburant donné par la jauge à carburant, soit par le gradient de pression du carburant lorsque la pompe électrique est mise en action.
Lorsque le volume de gaz est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple de 60 % du volume total du réservoir, le procédé peut être mis en œuvre une seule fois car le réservoir dispose dans ce cas de suffisamment d’espace vide de carburant pour pouvoir monter en pression en continu sur un intervalle de pression suffisamment important pour que l’air passant dans le filtre absorbant puisse se charger suffisamment en hydrocarbures et que la concentration calculée soit ainsi significative, c’est-à-dire proche ou égale à la valeur réelle de la concentration en hydrocarbures du filtre absorbant.
A l’inverse, lorsque le volume de gaz est inférieur à un seuil prédéterminé, par exemple de 60 % du volume total du réservoir, le procédé peut être mis en œuvre plusieurs fois consécutivement car le réservoir ne dispose pas dans ce cas de suffisamment d’espace vide de carburant pour pouvoir monter en pression en continu sur un intervalle de pression suffisamment important. De ce fait, l’air passant dans le filtre absorbant ne se charge que peu en hydrocarbures lors de chaque mise en pression, brève, du réservoir, de sorte que pour que la concentration calculée lors des premières itérations ne soit pas significative, c’est-à-dire soit trop éloignée de la valeur réelle de la concentration en hydrocarbures du filtre absorbant, la concentration tendant davantage vers cette valeur réelle au fur et à mesure des itérations. Ainsi, le seuil de confirmation correspond donc au seuil en-deçà duquel se trouve la différence de concentration entre deux itérations successives, synonyme d’une convergence de la concentration vers une valeur finale et au niveau de laquelle le procédé peut être interrompu, la valeur finale de concentration étant alors de préférence la valeur calculée pour cette dernière itération.
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 illustre schématiquement un dispositif d’évaporation de l’art antérieur.
: la figure 2 illustre schématiquement un dispositif d’évaporation selon une forme de réalisation de l’invention, dans lequel la vanne de dérivation se trouve dans la position d’absorption.
: la figure 3 est une représentation schématiquement du dispositif d’évaporation de la figure 2, dans lequel la vanne de dérivation se trouve dans la position de mesure pour l’estimation de la charge du filtre absorbant.
: la figure 4 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
On a représenté aux figures 2 et 3 un exemple de dispositif d’évaporation 13 selon l’invention destiné à être installé dans un véhicule automobile. Cependant, toute installation dans un contexte différent, en particulier pour tout véhicule comprenant un filtre absorbant pour lequel il est nécessaire de calculer la charge en vapeurs de carburant est également visée par la présente invention.
Moteur 11
Comme cela est connu, un moteur 11 thermique de véhicule automobile comprend un ou plusieurs cylindres creux délimitant chacun une chambre de combustion dans laquelle est injecté un mélange d’air et de carburant à brûler. En référence à la figure 2, le carburant est stocké dans un réservoir 12, depuis lequel il est aspiré par une pompe d’injection pour être acheminer jusqu’au moteur 11. Plus précisément, la pompe d’injection achemine le carburant dans un rail d’injection (non représenté) de manière à permettre l’injection du carburant dans chaque chambre de combustion.
La pression des gaz contenus dans le réservoir 12 devant être contrôlée pour éviter tout dommage ou accident et limiter la pollution due aux vapeurs carburant, le véhicule comprend un dispositif d’évaporation 13, relié à la fois au réservoir 12, au moteur 11 et à l’extérieur du véhicule, qui permet d’absorber les vapeurs dans un filtre absorbant 131 et de les acheminer dans les chambres de combustion du moteur 11 afin d’y être brûlées, de sorte que les gaz évacués dans l’atmosphère soient significativement purifiés des composants polluants.
Toujours en référence aux figures 2 et 3, le dispositif d’évaporation 13 comprend un module de contrôle 14, une vanne de sortie 130, un filtre absorbant 131, un circuit dit « d’absorption » 132, un circuit dit « de purge » 133, une vanne de purge 134, un circuit dit « de ventilation » 135, une pompe électrique 136, un premier capteur 137A de mesure de pression, un deuxième capteur 137B de mesure de pression, un circuit de dérivation 138, une vanne de dérivation 139 et un circuit de connexion 140.
Le circuit de ventilation 135 relie la vanne de sortie 130 au filtre absorbant 131. Le circuit d’absorption 132 relie le filtre absorbant 131 à la vanne de dérivation 139. Le circuit de purge 133 relie le filtre absorbant 131 au moteur 11 du véhicule via la pompe électrique 136 et la vanne de purge 134. Le circuit de dérivation 138 relie la vanne de dérivation 139 au circuit de purge 133 au niveau d’un point de connexion PC située entre le pompe électrique 136 et la vanne de purge 134. Le circuit de connexion 140 relie la vanne de dérivation 139 au réservoir 12. Les différentes portions de circuit du dispositif d’évaporation 13 se présentent de préférence sous la forme de tubes ou de canalisations.
Vanne de sortie 130 et c
ircuit de ventilation 135
La vanne de sortie 130 est configurée pour évoluer entre une position ouverte, dans laquelle la vanne de sortie 130 permet le passage d’un flux de gaz de l’extérieur vers le filtre absorbant 131 ou du filtre absorbant 131 vers l’extérieur, via le circuit de ventilation 135, et une position fermée, dans laquelle la vanne de sortie 130 interdit le passage d’un flux de gaz de l’extérieur vers le filtre absorbant 131 ou du filtre absorbant 131 vers l’extérieur. Le circuit de ventilation 135 relie l’extérieur (i.e. l’atmosphère) du dispositif d’évaporation 13 au filtre absorbant 131 via la vanne de sortie 130. Autrement dit, la vanne de sortie 130 permet d’ouvrir ou de fermer le circuit de ventilation 135 de manière à isoler et rendre étanche le dispositif d’évaporation 13 de l’extérieur du véhicule. De préférence, la vanne de sortie est par défaut ouverte lorsque qu’elle n’est pas commandée.
Filtre absorbant 131
Le filtre absorbant 131 est un filtre à charbon dont la fonction est d’absorbé les vapeurs de carburant provenant du réservoir 12 afin d’éviter qu’elles ne s’échappent dans l’atmosphère. Le filtre absorbant 131 est caractérisé à un instant donné par sa charge, c’est-à-dire par son pourcentage de masse de carburant stocké dans ledit filtre absorbant 131 à un instant donné. Ce pourcentage est calculé par rapport à la valeur de saturation du filtre absorbant 131, appelée charge maximale. Ainsi, lorsque le filtre absorbant 131 est saturé (ou « plein » ou « rempli »), sa charge est de 100 % (on dit aussi que le filtre absorbant 131 est chargé à 100 %). Lorsque le filtre absorbant 131 est vide, sa charge est de 0 % (on dit aussi que le filtre absorbant 131 est déchargé). Lorsque le filtre absorbant 131 est rempli à moitié, sa charge est de 50 % (on dit aussi que le filtre absorbant 131 est chargé à 50 %). Lorsque le filtre absorbant 131 est saturé, les vapeurs de carburant s’échappant du réservoir 12 ne sont plus retenues par le filtre absorbant 131 et s’échappent dans l’atmosphère via le circuit de ventilation 135.
Vanne de dérivation 139
La vanne de dérivation 139 est montée entre le circuit d’absorption 132, le circuit de purge 133 et le circuit de connexion 140. La vanne de dérivation 139 est configurée pour évoluer entre une position dite « d’absorption » et une position dite « de mesure ». De préférence, la vanne de dérivation 139 est par défaut en position dite « d’absorption » lorsque qu’elle n’est pas commandée.
La position d’absorption de la vanne de dérivation 139, représentée sur la figure 2, correspond à la position dans laquelle la vanne de dérivation 139 permet l’acheminement des gaz depuis le réservoir 12 jusqu’au filtre absorbant 131, via le circuit d’absorption 132, permettant ainsi l’absorption des vapeurs de carburant provenant du réservoir 12 par le filtre absorbant 131. Le filtre absorbant 131 est configuré pour capter et filtrer les vapeurs générées par le carburant stocké dans le réservoir 12 afin d’en retenir les éléments polluants.
La position de mesure de la vanne de dérivation 139, représentée sur la figure 3, correspond à la position dans laquelle la vanne de dérivation 139 permet le passage d’un flux de gaz du circuit de dérivation 138 vers le circuit de connexion 140 et le réservoir 12, notamment afin de mesurer la charge du filtre absorbant 131 comme cela sera décrit ci-après.
Circuit de purge 133
Le circuit de purge 133 relie le filtre absorbant 131 au moteur 11 du véhicule de manière à permettre la purge dudit filtre absorbant 131 en libérant les vapeurs de gaz retenues par ledit filtre absorbant 131 et en les acheminant dans les chambres de combustion du moteur 11 de manière à permettre leur combustion. Cela est réalisé en actionnant la pompe électrique 136 de sorte qu’elle aspire un flux de gaz provenant de l’extérieur (par exemple de l’air), via la vanne de sortie 130, le circuit de ventilation 135 et le filtre absorbant 131, et qu’elle achemine ledit flux, chargé des vapeurs toxiques stockées dans le filtre absorbant 131 jusque dans les cylindres du moteur 11.
Pompe électrique 136
La pompe électrique 136 est montée sur une portion du circuit de purge 133. La pompe électrique 136 fonctionne de manière unidirectionnelle afin de faire circuler, dans la portion du circuit de purge 133 dans laquelle elle est montée, un flux de gaz venant du filtre absorbant 131 à destination du moteur 11 ou du réservoir 12. Toutefois, lorsque la pompe électrique 136 ne fonctionne pas, le flux de gaz peux circuler de manière bidirectionnelle afin de faire circuler le flux de gaz aussi bien dans une direction que dans la direction opposée de la portion du circuit de purge 133 dans laquelle elle est montée.
Vanne de purge 134
La vanne de purge 134, montée dans le circuit de purge 133 entre la pompe électrique 16 et le moteur 11, est configurée pour ouvrir ou fermer ledit circuit de purge 133 en direction du moteur 11. Plus précisément, la vanne de purge 134 est configurée pour évoluer entre une position fermée, dans laquelle elle interdit la circulation d’un flux gazeux vers le moteur 11, et une position ouverte, dans laquelle elle autorise le passage d’un flux gazeux vers le moteur 11. Le circuit de purge 133 permet ainsi, selon la position de la vanne de purge 134, d’acheminer les vapeurs de carburant stockées dans le filtre absorbant 131 vers le moteur 11 ou d’isoler le dispositif d’évaporation 13 du moteur 11. De préférence, la vanne de purge 134 est par défaut en position fermée lorsque qu’elle n’est pas commandée.
Capteurs 137A, 137B
Le premier capteur 137A de mesure de pression est monté dans le circuit de purge 133 en entrée (i.e. en amont) de la pompe électrique 136. Le premier capteur 137A est configuré pour mesurer la pression des gaz en entrée de la pompe électrique 136. Le deuxième capteur 137B de mesure de pression est monté dans le circuit de purge 133 en sortie (i.e. en aval) de la pompe électrique 136. Le deuxième capteur 137B est configuré pour mesurer la pression des gaz en sortie de la pompe électrique 136.
En variante, le dispositif pourrait comprendre un unique capteur de mesure de différence de pression apte à mesurer directement la valeur de différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique 136 et la sortie de la pompe électrique 136.
Module de
contrôle
14
Le module de contrôle 14 peut par exemple se présenter avantageusement sous la forme d’un calculateur principal de contrôle du moteur 11 du véhicule ou d’un microcontrôleur dédié. Le module de contrôle 14 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser les fonctions ci-après.
Tout d’abord, le module de contrôle 14 est configuré pour commander la pompe électrique 136 afin de la mettre en fonctionnement ou l’arrêter. Plus précisément, le module de contrôle 14 est configuré pour commander la pompe électrique 136 de manière à permettre soit l’acheminement des vapeurs de carburant du filtre absorbant 131 vers le moteur 11 afin de les brûler, soit d’aspirer des gaz de l’extérieur jusqu’au réservoir 12 pour le mettre sous pression.
Ensuite, le module de contrôle 14 est configuré pour commander la vanne de sortie 130 et la vanne de purge 134 dans leurs positions ouverte ou fermée. Plus précisément, le module de contrôle 14 est configuré pour commander la vanne de purge 134 de manière à permettre soit l’acheminement des vapeurs de carburant du filtre absorbant 131 jusqu’au moteur 11, soit l’isolation du dispositif d’évaporation 13 du moteur 11 pour pouvoir faire circuler un flux de gaz (i.e. de l’air) dans un canal défini entre la vanne de sortie 130 et le réservoir 12 via le circuit de ventilation 135, le filtre absorbant 131, le circuit de purge 133, le circuit de dérivation 138, la vanne de dérivation 139 et le circuit de connexion 140. De même, le module de contrôle 14 est configuré pour commander la vanne de sortie 130 en ouverture de manière à permettre, dans la position d’absorption de la vanne de dérivation 139, l’acheminement d’un flux de gaz du réservoir 12 vers l’extérieur via le circuit de connexion 140, la vanne de dérivation 139, le circuit d’absorption, le filtre absorbant 131, qui en retient les vapeurs nocives, et le circuit de ventilation 135 ou bien, dans la position de mesure de la vanne de dérivation 139, de l’extérieur vers le réservoir 12 via le circuit de ventilation 135, le filtre absorbant 131, le circuit de purge 133 (notamment la pompe électrique 136), le circuit de dérivation 138, la vanne de dérivation 139 et le circuit de connexion 140. Le module de contrôle 14 est également configuré pour commander la vanne de sortie 130 en fermeture pour garantir l’isolation du dispositif d’évaporation 13 de l’extérieur afin notamment de pourvoir effectuer un test d’étanchéité du système d’évaporation, en particulier pour se conformer aux normes en vigueur dans certains pays tels que les Etats-Unis, la Chine ou la Corée du Sud.
Le module de contrôle 14 est également configuré pour commander la vanne de dérivation 139 de manière à la placer dans sa position d’absorption ou dans sa position de mesure, suivant la configuration souhaitée. Avantageusement, le module de contrôle 14 est configuré pour placer la vanne de dérivation 139 dans sa position de mesure lorsque certaines conditions de mesure de charge sont remplies (par exemple en-deçà d’une vitesse prédéterminée du véhicule pour éviter que des vibrations générées par le mouvement du véhicule ou que le fonctionnement du moteur ne viennent perturber les mesures du premier capteur 137A et du deuxième capteur 137B, selon la pression ambiante) afin de garantir la robustesse et la précision de la mesure de la charge du filtre absorbant 131.
Le module de contrôle 14 est configuré pour recevoir les mesures réalisées par le premier capteur 137A et le deuxième capteur 137B, pour déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique 136 et la sortie de la pompe électrique 136 à partir d’au moins une mesure réalisée à un même instant par chacun du premier capteur 137A et du deuxième capteur 137B, pour recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique 136, pour calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression calculée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue, pour calculer la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée et pour en déduire la charge du filtre absorbant.
Le module de contrôle 14 est configuré pour commander la purge du filtre absorbant 131 lorsque la charge du filtre absorbant 131 est supérieure à un seuil de charge prédéterminé, par exemple supérieure ou égale à 70 % et inférieure ou égale à 99,9 %, de préférence compris en 90 et 99 %. A cette fin, le module de contrôle 14 peut commander la purge du filtre absorbant 131 dès que possible quand le moteur 11 thermique est en fonctionnement ou bien en stoppant le mode électrique et en démarrant le moteur thermique non seulement pour brûler les vapeurs du filtre absorbant 131, mais aussi pour recharger les batteries de traction du véhicule.
Mise en œuvre
L’invention va dorénavant être décrite dans un exemple de mise en œuvre en référence à la figure 4. Le procédé selon l’invention permet de déterminer la charge en hydrocarbures dans un filtre absorbant 131, notamment lorsque le moteur 11 thermique dudit véhicule est éteint.
Ainsi, le moteur 11 étant arrêté, le module de contrôle 14 commande tout d’abord en ouverture la vanne de sortie 130 et en fermeture la vanne de purge 134 (ou s’assure que la vanne de sortie 130 est ouverte et que la vanne de purge 134 est fermée) dans une étape E1.
Ensuite, le module de contrôle 14 commande le basculement de la vanne de dérivation 139 dans sa position de mesure dans une étape E2 puis le démarrage de la pompe électrique 136 afin de faire circuler les gaz en boucle ouverte de la vanne de sortie 130 vers le réservoir 12 via le circuit de ventilation 135, le filtre absorbant 131 afin que lesdits gaz se chargent en hydrocarbures, le circuit de purge 133, le circuit de dérivation 138, la vanne de dérivation 139 et le circuit de connexion dans une étape E3. L’objectif étant d’amener les gaz chargés en hydrocarbure a traversé la pompe électrique 136 pour en estimer leur densité.
Lorsque le flux de gaz circule dans le canal ainsi créée entre la vanne de sortie 130 et le réservoir 12, le module de contrôle 14 détermine, dans une étape E4, la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique 136 et la sortie de la pompe électrique 136 à partir d’au moins une mesure envoyée par chacun du premier capteur 137A et du deuxième capteur 137B. En variante, lorsque le dispositif d’évaporation 13 ne comporte qu’un capteur de mesure de différence de pression, le module de contrôle 14 reçoit directement la valeur de différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique 136 et la sortie de la pompe électrique 136.
Ensuite, dans une étape E5, la pompe électrique 136 mesure sa vitesse de rotation et envoie la mesure au module de contrôle 14 qui la reçoit dans une étape E6.
Le module de contrôle 14 calcule la densité ρ de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue dans une étape E7. Le calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures est réalisé à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue selon l’équation suivante : où ρ est la densité des gaz circulant dans la pompe (kg.m-3), ∆PAPPest la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe (Pa), r est le rayon effectif du rotor de la pompe (m), f est la vitesse de rotation du rotor de la pompe (rad.s-1).
Le module de contrôle 14 calcule ensuite la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée dans une étape E8. Le calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé est réalisé à partir de la densité calculée selon l’équation suivante : où CLVest la concentration en hydrocarbures de l’air chargé, ρAIRest la densité de l’air (kg.m-3), ρBUTest la densité des vapeurs d’hydrocarbures (kg.m-3) et ρ est la densité du flux de gaz circulant dans la pompe (kg.m-3). Le calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures ρ étant réalisé pour une température du flux de gaz dans la pompe électrique 136 donnée, il est préférable de calculer la concentration en hydrocarbures en utilisant des valeurs de densité de l’air ρAIRet de densité des vapeurs d’hydrocarbures ρBUTayant été déterminée à ladite température. Pour cela, la température du flux de gaz dans la pompe électrique 136 peut par exemple être mesurée à l’aide d’un capteur de température placé au niveau ou à proximité de la pompe électrique 136 et le module de contrôle 14 peut alors déterminer les valeurs de densité de l’air ρAIRet de densité des vapeurs d’hydrocarbures ρBUTà la température mesurée et à la pression du flux dans la pompe électrique 136 (mesuré par ailleurs) à partir d’une table de correspondance préalablement déterminée et stockée dans une zone mémoire du module de contrôle 14.
Le module de contrôle 14 estime ensuite la charge du filtre absorbant 131 à partir de la concentration calculée dans une étape E9. Pour ce faire, lors d’une phase préalable de mise au point, réalisée par exemple en usine, une caractérisation du filtre absorbant en fonction de la mesure du débit traversant la pompe, de la mesure de concentration dans la pompe et de la masse du filtre absorbant 131 est réalisée. Cette caractérisation permet de générer une courbe indiquant la masse du filtre absorbant 131 en fonction du débit des gaz dans la pompe électrique 136 (ou de la vitesse de rotation de la pompe électrique 136) et de la concentration en hydrocarbures des gaz circulant dans la pompe électrique 136. La masse du filtre absorbant 13 est proportionnelle à la charge en vapeurs d’hydrocarbures du filtre absorbant 131, cette caractérisation permet d’estimer une courbe de charge du filtre absorbant 131 en connaissant la masse du filtre absorbant 131 à vide (0 % de charge) et du filtre absorbant 131 rempli (100 % de charge).
Dans une étape E10, la pompe électrique 136 est arrêtée, la vanne de dérivation 139 est repositionnée en position d’absorption puis la vanne de sortie 130 est de nouveau ouverte.
De préférence, lors de la mise en circulation du flux de gaz dans la boucle fermée, les étapes E1 à E9 procédé sont répétés un nombre consécutif de fois jusqu’à ce que la différence de concentration entre chaque étape soit inférieure à un seuil dit « de confirmation ». En effet, à la mise en circulation du flux d’air, le flux d’air va se charger des vapeurs d’hydrocarbures contenues dans le filtre absorbant 131 et il faut donc purger un certain volume pour que les gaz sortant du filtre absorbant 131 traverse le pompe électrique 136. Il est alors préférable d’attendre que la valeur de concentration se stabilise pour pouvoir établir la charge réelle du filtre absorbant 131.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, préalablement à l’étape de démarrage de la pompe, une étape de détermination du volume libre présent dans le réservoir 12. Par les termes « volume libre », on entend le volume correspondant à l’espace libre de carburant dans le réservoir, occupé uniquement par du fluide à l’état gazeux. Le volume libre peut être estimé soit à partir du niveau de carburant donner par la jauge à carburant, soit par le gradient de pression lorsque la pompe est mise en action.
Lorsque le volume de gaz est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple de 60 % du volume total du réservoir 12, le procédé peut être mis en œuvre une seule fois car le réservoir 12 dispose dans ce cas de suffisamment d’espace vide de carburant pour pouvoir monter en pression en continu sur un intervalle de pression suffisamment important pour que l’air passant dans le filtre absorbant 131 puisse se charger suffisamment en hydrocarbures et que la concentration calculée soit ainsi significative, c’est-à-dire proche ou égale à la valeur réelle de la concentration en hydrocarbures du filtre absorbant 131.
A l’inverse, lorsque le volume de gaz est inférieur à un seuil prédéterminé, par exemple de 60 % du volume total du réservoir 12, le procédé peut être mis en œuvre plusieurs fois consécutivement car le réservoir 12 ne dispose pas dans ce cas de suffisamment d’espace vide de carburant pour pouvoir monter en pression en continu sur un intervalle de pression suffisamment important. De ce fait, l’air passant dans le filtre absorbant 131 ne se charge que peu en hydrocarbures lors de chaque mise en pression, brève, du réservoir 12, de sorte que pour que la concentration calculée lors des premières itérations ne soit pas significative, c’est-à-dire soit trop éloignée de la valeur réelle de la concentration en hydrocarbures du filtre absorbant 131, la concentration tendant davantage vers cette valeur réelle au fur et à mesure des itérations. Ainsi, le seuil de confirmation correspond donc au seuil en-deçà duquel se trouve la différence de concentration entre deux itérations successives, synonyme d’une convergence de la concentration vers une valeur finale et au niveau de laquelle le procédé peut être interrompu, la valeur finale de concentration étant alors de préférence la valeur calculée pour cette dernière itération.
Lorsque le module de contrôle 14 a déterminé la charge du filtre absorbant 131 et que ladite charge est supérieure un seuil de charge prédéterminé, il commande l’envoi des vapeurs de carburant stockés dans ledit filtre absorbant 131 dans le moteur 11 (purge du filtre absorbant 131) afin d’éviter la saturation en hydrocarbures du filtre absorbant 131. En variante, le module de contrôle 14 peut commander la purge du filtre absorbant 131 dans le moteur 1 à tout moment, par exemple dès que le moteur 11 tourne.
Le procédé selon l’invention permet avantageusement de déterminer la charge du filtre absorbant 131, moteur 11 éteint de sorte à commander la purge du filtre absorbant 131 avant que ce dernier sature et émette des vapeurs de carburant dans l’atmosphère.
Claims (10)
- Dispositif d’évaporation (13) des vapeurs d’un carburant stocké dans un réservoir (12) de véhicule automobile hybride ou thermique, ledit véhicule comprenant un moteur (11) thermique et un réservoir (12) de stockage d’un carburant destiné à être brûlé dans ledit moteur (11), ledit dispositif d’évaporation (13) comprenant :
- un filtre absorbant (131) apte à filtrer les vapeurs générées par le carburant stocké dans ledit réservoir (12) sous forme d’hydrocarbures,
- un circuit dit « de ventilation » (135) reliant l’extérieur du véhicule au filtre absorbant (131) comprenant une vanne de sortie (130) configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle la vanne de sortie (130) permet l’échappement des gaz filtrés par le filtre absorbant (131) vers l’extérieur, et une position fermée dans laquelle le dispositif d’évaporation (13) est isolé de l’extérieur du véhicule,
- un circuit dit « de purge » (133) reliant le filtre absorbant (131) au moteur (11) du véhicule et comprenant une pompe électrique (136) centrifuge, apte à permettre la circulation des vapeurs de carburant absorbées par le filtre absorbant (131) vers le moteur (11), au moins un capteur (137A, 137B) de pression et une vanne de purge (134) configurée pour basculer entre une position ouverte, dans laquelle ladite vanne de purge (134) permet la circulation des gaz du filtre absorbant (131) vers le moteur (13), et une position fermée dans laquelle le filtre absorbant (131) est isolé du moteur (11),
- une vanne de dérivation (139),
- un circuit dit « d’absorption » (132) reliant le filtre absorbant (131) à ladite vanne de dérivation (139),
- un circuit de connexion (140) reliant la vanne de dérivation (139) au réservoir (12),
- un circuit de dérivation (138) reliant le circuit de purge (133), en aval de la pompe électrique (136), à la vanne de dérivation (139), ladite vanne de dérivation (139) étant apte à évoluer entre une position dite « d’absorption », dans laquelle la vanne de dérivation (139) permet la circulation des gaz entre le réservoir (12) et le filtre absorbant (131), via le circuit de connexion (140) et le circuit d’absorption (132), et une position dite « de mesure », dans laquelle la vanne de dérivation (139) permet la circulation des gaz entre le circuit de purge (133) et le réservoir (12) via le circuit de dérivation (138) et le circuit de connexion (140), la pompe électrique (136) étant configurée pour, lorsque la vanne de sortie (130) est ouverte et la vanne de purge (134) est fermée, aspirer des gaz de l’extérieur via le circuit de ventilation (135) et le filtre absorbant (131) afin de les acheminer jusqu’au réservoir (12) via le circuit de dérivation (138), la vanne de dérivation (139) et le circuit de connexion (140), et
- un module de contrôle (14) apte à commander la vanne de sortie (130) et la vanne de purge (134) en ouverture ou en fermeture, à contrôler la pompe électrique (136), à recevoir les mesures envoyées par l’au moins un capteur (137A, 137B), à déterminer la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique (136) et la sortie de la pompe électrique (136) à partir d’au moins une mesure reçue de l’au moins un capteur (137A, 137B), à recevoir la vitesse de rotation de la pompe électrique (136), à calculer la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue, à calculer la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée et à estimer la charge en hydrocarbures du filtre absorbant (136) à partir de la concentration calculée. - Dispositif selon la revendication 1, comprenant un premier capteur (137A) de pression, disposé en entrée de la pompe électrique (136) et apte à mesurer la pression du flux gazeux entrant dans la pompe électrique (136), et un deuxième capteur (137B) de pression, disposé en sortie de la pompe électrique (136) et apte à mesurer la pression du flux gazeux sortant de la pompe électrique (136).
- Dispositif selon la revendication 1, comprenant un unique capteur de mesure de pression apte à mesurer la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe électrique (136).
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pompe électrique (136) est apte à mesurer sa vitesse de rotation et à envoyer la valeur mesurée au module de contrôle (14).
- Véhicule automobile hybride ou thermique, ledit véhicule comprenant un moteur (11) thermique, un réservoir (12) de stockage d’un carburant destiné à être brûlé dans ledit moteur (11) et un dispositif d’évaporation (13) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Procédé d’estimation de la charge en hydrocarbures d’un filtre absorbant (131) d’un véhicule automobile hybride ou thermique lorsque le moteur (11) thermique dudit véhicule est éteint, ledit véhicule comprenant, outre le moteur (11) thermique, un réservoir (12) et un dispositif d’évaporation (13) selon la revendication 1, ledit procédé comprenant les étapes, mises en œuvre par le module de contrôle (14) du dispositif d’évaporation (13) lorsque le moteur (11) du véhicule étant éteint, de :
- ouverture de la vanne de sortie (130) et fermeture de la vanne de purge (134),
- basculement de la vanne de dérivation (139) dans sa position de mesure,
- démarrage de la pompe électrique (136) afin de faire circuler de l’air de la vanne de sortie (130) vers la pompe électrique (136) via le filtre absorbant (131) afin que ledit air se charge en hydrocarbures,
- détermination de la différence de pression entre l’entrée de la pompe électrique (136) et la sortie de la pompe électrique (136) à partir d’au moins une mesure envoyée par l’au moins un capteur (137A, 137B),
- réception de la vitesse de rotation de la pompe électrique (136),
- calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue,
- calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé à partir de la densité calculée.
- estimation de la charge en hydrocarbures du filtre absorbant (131). - Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le calcul de la densité de l’air chargé en hydrocarbures est réalisé à partir de la différence de pression déterminée et de la vitesse de rotation de la pompe reçue selon l’équation suivante :
où ρ est la densité des gaz circulant dans la pompe (kg.m-3), ∆PAPP est la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la pompe (Pa), r est le rayon effectif du rotor de la pompe (m), f est la vitesse de rotation du rotor de la pompe (rad.s-1). - Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, dans lequel le calcul de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé est réalisé à partir de la densité calculée selon l’équation suivante :
où CLVest la concentration en hydrocarbures de l’air chargé, ρAIRest la densité de l’air (kg.m-3), ρBUTest la densité des vapeurs d’hydrocarbures (kg.m-3) et ρ est la densité du flux de gaz circulant dans la pompe (kg.m-3). - Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l’estimation de la charge en hydrocarbures du filtre absorbant (131) est réalisée à partir de la concentration en hydrocarbures de l’air chargé calculée, du débit de gaz dans la pompe électrique (136) à partir d’une courbe prédéterminée caractérisant la perte de masse du filtre absorbant (131).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, ledit procédé étant répété un nombre consécutif de fois jusqu’à ce que la différence de concentration entre chaque étape soit inférieure à un seuil dit « de confirmation ».
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2019
- 2019-09-12 FR FR1910083A patent/FR3100841A1/fr active Pending
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