CN115111091B - 一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法，发动机在怠速工况下，通过碳罐电磁阀打开与进气歧管形成真空度，达成要求真空度后，关闭碳罐电磁阀和碳罐通风截止阀，在密闭空间下，监控蒸发***恢复常压速率进而判断实际泄漏量大小，从而判断蒸发***内是否存在泄漏，解决了整车电平衡性能降低和成本过高问题，对整车电平衡产生影响，同时大幅节约开发成本。

Description

一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法

技术领域

本发明涉及燃油车控制技术领域，尤其涉及一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法。

背景技术

随着工业和科技的发展，尤其是汽车行业的迅速崛起，由工业废气和汽车尾气产生的对环境的影响日益严峻，为进一步减轻和限制汽车尾气污染，国家出台GB18532-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法，对汽车排放物做出了严格的要求。国六排放法规增加了对燃油蒸发***诊断的要求，要求OBD车载诊断***应具备监测1mm及以上蒸发***泄漏故障诊断的能力，且IUPR率满足 0.226。

当前国内主机厂对车辆燃油蒸发***诊断采取的方案大都以DMTL为主， DMTL是一种外置的蒸发***泄漏监测模块，其检测原理为通过气泵向油箱***内泵气，使得油箱压力上升，气泵电流大小间接的反映出油箱内压力上升的情况，从而评估油箱***的密闭性，判断标准如下：

1)如果是密闭的油箱***：在气泵工作的时候油箱压力上升，电流快速升高。2)如果是存在泄漏的油箱***：没有或很少的油箱压力上升，气泵电流缓慢或没有上升。

此方案需要额外增加燃油泄漏诊断模块，增加整车成本，且DMTL在形成 0.5mm泄漏孔参考电流时需要稳定工况，需要在整车下电后运行进行诊断，对整车电平衡性能产生影响；上述方案成为当前燃油车整车开发过程中极大的限制因素。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，构思了一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法，发动机在怠速工况下通过碳罐电磁阀打开与进气歧管形成真空度，达成要求真空度后，关闭碳罐电磁阀和碳罐通风截止阀，在密闭空间下，监控蒸发***恢复常压速率进而判断实际泄漏量的大小。

实现本发明采用的技术方案是：一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)进行碳罐冲洗标定：

(1)碳罐电磁阀延迟时间标定：

在怠速工况下，碳罐电磁阀延迟时间标定采用直接标定法或间接标定法；

(2)碳罐电磁阀周期特性标定：

降低碳罐电磁阀延迟时间，碳罐电磁阀周期特性标定为长；

(3)碳罐冲洗功能激活条件标定：

行驶断油和清氧时，空燃比条件退出；水温条件满足蒸发***预设；发动机启动时间计数条件预设；油箱压力无明显波动；电压维持正常；

2)蒸发***泄漏诊断标定：

(1)蒸发***泄漏诊断开启，达到以下条件：

①起动水温4～35℃；

②环境温度4～35℃；

③发动机起动后tnsez>600s；

④怠速B_llr置位，车速≤3km/h；

⑤电瓶电压11～16V；

⑥油箱压力pttp_w处于-25～10hPa；

⑦歧管与环境压力比值pspu≤0.7；

⑧炭罐冲洗流量积分imsteini>8g

(2)蒸发***泄漏诊断异常中断，包含以下条件之一：

①抽真空结束油箱压力继续下降超出限值；

②油气蒸发剧烈；

③油气冷凝严重；

④实际冲洗量与目标偏差过大；

⑤关闭炭罐冲洗后油箱压力长时间未进入稳定；

(3)蒸发***诊断结束条件判断：

第一阶段：碳罐截止通风阀关闭，碳罐电磁阀打开，蒸发***真空度因进气歧管真空度而增加；若蒸发***真空度不增加，则***检测到粗泄漏故障，诊断停止；

第二阶段：蒸发***达到所需真空度时，碳罐电磁阀关闭，碳罐电磁阀和碳罐截止通风阀均关闭，蒸发***真空度会因泄漏而衰退，依据该衰退梯度，来检测蒸发***1mm泄漏；

第三阶段：蒸发***燃油泄漏诊断结束，碳罐截止通风阀会打开，保持常开状态，碳罐电磁阀关闭。

进一步，所述的直接标定法包括以下步骤：

1)设定碳罐电磁阀最小占空比开度，由于延迟时间的存在，碳罐电磁阀处于关闭状态；

2)逐步调节电磁阀占空比开度，直至流量传感器数值发生变化，确定碳罐电磁阀的延迟时间。

进一步，所述的间接标定法包括以下步骤：

1)设定碳罐电磁阀的频率，逐步打开碳罐电磁阀；

2)逐步调节电磁阀占空比开度，直至流量传感器数值发生变化，此时输出占空比和延迟时间抵消，计算延迟时间。

本发明一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法的有益效果体现在：

1、一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法，在确定车辆满足预设诊断使能条件后，通过发动机控制单元控制碳罐电磁阀和碳罐截止通风阀的工作状态，监控蒸发***内压力值，从而判断蒸发***内是否存在泄漏，避免了DMTL方案需要在后运行阶段运行，对整车电平衡产生的影响，同时大幅节约开发成本；

2、一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法，解决现有的整车下电后，运行对整车电平衡性能降低和成本过高的问题，能够满足法规要求，有效保证OBD诊断IUPR率。

附图说明

图1是碳罐冲洗标定的模块示意图；

图2是蒸发***诊断的模块示意图；

图3是一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法的粗泄漏诊断示意图；

图4是一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法的完整泄漏诊断示意图。

具体实施方式

以下结合附图1—4和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在车辆处于怠速工况下，碳罐电磁阀处于开启，进行碳罐脱附过程中，进行燃油泄漏诊断，通过发动机控制单元ECU监控车辆的状态信息，根据状态信息判断当前车辆是否满足上述预设条件。

如满足上述预设条件，则通过发动机控制单元ECU，关闭碳罐截止通风阀，并开启一定开度的碳罐电磁阀，在蒸发***中逐步形成负压，实时获取蒸发***内油箱压力。若形成负压过程中油箱压力不能快速下降，小于发动机控制单元预设的油箱压力预设下降速率，监测蒸发***出现粗泄漏故障；若压力下降速率满足预设值，当压力下降至某一预设数值时，发动机控制单元ECU关闭碳罐通风截止阀，诊断进入保压诊断阶段；获取保压阶段油箱压力变化速率，若保压阶段油箱压力恢复压力速率小于故障报出的预设速率，则蒸发***无泄漏故障发生；若保压阶段油箱压力恢复压力速率大于故障报出的预设速率，则蒸发***有泄漏故障发生；诊断全部完成后，发动机控制单元ECU控制碳罐截止通风阀和碳罐电磁阀恢复原有的状态，诊断全部结束。

一种燃油车蒸发***燃油泄漏诊断方法基本工作原理为：发动机在怠速工况下，通过碳罐电磁阀打开与进气歧管形成真空度，达成要求真空度后关闭碳罐电磁阀和碳罐通风截止阀，监控蒸发***在密闭空间下恢复常压的速率进而判断实际泄漏量的大小。

实施例1：

如附图1所示，为本发明碳罐冲洗标定的模块示意图。碳罐冲洗标定包括：碳罐冲洗激活条件模块，碳罐冲洗目标流量模块，碳罐冲洗过程混合气自学习修正模块，碳罐冲洗过程喷油量修正模块，实际流量计算模块，氧传感器信号处理模块，混合气控制模块。

碳罐冲洗激活条件模块，用于监测当前车辆是否满足预设的诊断使能条件，包括但不限于以下条件：空燃比条件，行驶断油和清氧时空燃比条件退出；水温条件满足蒸发***预设；发动机启动时间计数条件预设；非下线检测；油箱压力无明显波动；电压维持正常；若满足上述诊断条件，通过发动机控制单元发送诊断条件满足状态位；

计算实际流量模块，监控当前车辆所处大气环境压力和进气歧管压力，上述压力通过发动机控制电源ECU进行监控，结合碳罐电磁阀开度，计算当前碳罐冲洗过程中的实际流量；

碳罐冲洗目标流量模块，结合当前实际脱附流量，计算下一时刻碳罐电磁阀的控制周期和占空比，用于控制碳罐电磁阀，进而调整脱附流量；在标定炭罐阀控制周期时，为了将延迟时间的影响降至最小，周期应当尽量长。小的占空比导致炭罐阀关闭时间长，从而使得油气分配不均匀。但占空比较小时，通过炭罐阀的流量也较小，因而对炭罐冲洗的不利影响有限。如果在一个持续的长控制周期中，发动机的转速一直增加，这种不均匀的油气分配会随着转速的增加而增大，为了避免上述现象的发生，当发动机转速增大时，炭罐阀的控制周期应减小。

小占空比→长关闭时间→高转速下周期较短

中等占空比→中等关闭时间→转速对周期影响较小

大占空比→短关闭时间→周期与转速无关

碳罐冲洗过程混合气自学习偏差修正模块，计算碳罐冲洗流量中油蒸汽的含量，修正混合气模块参数，除去碳罐冲洗过程中油蒸汽的过偿，进一步的完成碳罐冲洗过程相对喷油量的修正。

实施例2：

如附图2所示，为本发明蒸发***诊断的模块示意图，该燃油诊断装置包括：处理器，存储器，碳罐电磁阀，碳罐通风截止阀，蒸发管路，通信总线。其中，通信总线用于实现这些组件之间的信号连同，存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的NVM存储器，存储器可以选用独立于处理器的存储装置。

如附图2所示，存储器中可以包括发动机控制***以及燃油蒸发***泄漏诊断程序，处理器可以从存储器中调用燃油蒸发***泄漏诊断程序，并执行以下操作：

当车辆运行后并处于怠速状态时，通过发动机控制单元ECU监测车辆的状态信息；根据所描述状态信息判断当前车辆是否满足预设的诊断使能条件；若当前车辆满足预设的诊断使能条件，通过发动机控制单元关闭碳罐通风截止阀，并将碳罐电磁阀开启至预设开度，使蒸发***内形成负压；然后关闭碳罐电磁阀形成密封空间；获取蒸发***内的油箱压力变化值，并根据所述压力变化之确定所述蒸发***是否存在泄漏；

处理器可以从存储器中调用燃油蒸发***泄漏诊断程序，并执行以下操作：

通过发动机控制单元ECU获取压力传感器输出的电压值，并将电压值转换成对应的蒸发***压力值，并且连续的记录。根据多个压力传感器压力值计算蒸发***内压力变化值；

将上述压力变化值与参考压力变化值进行对比，根据比较结果确定所述蒸发***是否存在泄漏。

处理器可以从存储器中调用燃油蒸发***泄漏诊断程序，并执行以下操作：

通过所述发动机控制单元ECU监测车辆的电源状态、泄漏诊断输出状态、安全状态、油位状态、泄漏请求发送状态和/或大气压状态的状态标识位信息；

根据所述状态标识位信息确定当前车辆是否满足所述诊断泄漏基本条件。

处理器可以从存储器中调用燃油蒸发***泄漏诊断程序，并执行以下操作：

当通过所述发动机控制单元ECU关闭碳罐通风截止阀，开启碳罐电磁阀时，此时进行抽负压过程，油箱压力传感器进行压力监控；

抽负压阶段记录负压下降速率，将上述压力变化值与参考压力变化值进行对比，根据比较结果确定所述蒸发***是否存在泄漏。若出现小于速率的情况，则判定为存在粗泄漏。

处理器可以从存储器中调用燃油蒸发***泄漏诊断程序，并执行以下操作：

所述预设的诊断使能条件包括诊断泄漏基本条件、泄漏诊断环境条件、点灯条件、诊断泄漏操作条件以及发动机运行状态。

实施例3：

如附图3所示，为本发明一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法的粗泄漏诊断示意图，在车辆进入怠速运行工况后，并在怠速工况下运行一段时间后，通过发动机控制单元ECU对车辆状态信息进行监控，此处怠速运行工况的时间可按照实际情况进行设定，本发明优选为10s；在车辆下电熄火达到预设时间后，通过发动机控制单元ECU获取车辆的状态信息，其中，该状态信息包括车辆自身状态信息和环境状态信息等，比如发动机运转时间、油位、环境温度、大气压力、加油请求以及组件故障等等。

发动机控制单元ECU获取状态信息后，根据获取到的状态信息判断当前车辆是否满足预设的诊断使能条件，该预设的诊断使能条件可以包括诊断泄漏基本条件、泄漏诊断环境条件、点灯条件、诊断泄漏操作条件和发动机运行状态等。该诊断使能条件为用户预先设置，并根据实际需求可以进行调整，其包括对与车辆燃油泄漏检测相关的条件的设置，以及满足诊断条件时的取值范围的设置，假设车辆燃油泄漏检测需要满足当前车辆油压为15％至85％范围，且当前环境温度为4℃至35℃范围，且当前海拔为2440米以下，也即当前大气压强为72kpa 以上时，那么当上述条件均在允许范围内时，可以判定当前车辆满足预设的诊断使能条件，可以进行燃油泄漏检测；而当上述条件中的任一条件未在允许范围内时，可以判定当前车辆不满足预设的诊断使能条件，需要等待下一个阶段再进行判断确定。

根据状态信息判断当前车辆是否满足上述预设条件，如满足上述预设条件，则通过发动机控制单元关闭碳罐截止通风阀并开启一定开度的碳罐电磁阀，在蒸发***中逐步形成负压，实时获取蒸发***内油箱压力。若形成负压过程中油箱压力不能快速下降，小于发动机控制单元预设的油箱压力预设下降速率，监测蒸发***出现粗泄漏故障；

如上所述，当发动机控制单元ECU检测到蒸发***出现粗泄漏之后，会打开碳罐通风截止阀，恢复发动机正常控制。通过所述发动机控制单元ECU监测车辆的电源状态、泄漏诊断输出状态、安全状态、油位状态、泄漏请求发送状态和/ 或大气压状态的状态标识位信息。

实施例4：

如附图4所示，为本发明一种燃油车蒸发***燃油泄漏的诊断方法的完整泄漏诊断示意图，在车辆进入怠速运行工况后，并在怠速工况下运行一段时间后，通过发动机控制单元ECU对车辆状态信息进行监控。此处怠速运行工况的时间可按照实际情况进行设定，本发明优选为10s。在车辆下电熄火达到预设时间后，通过发动机控制单元ECU获取车辆的状态信息，其中，该状态信息包括车辆自身状态信息和环境状态信息等，比如发动机运转时间、油位、环境温度、大气压力、加油请求以及组件故障等等。

发动机控制单元ECU获取状态信息后根据获取到的状态信息判断当前车辆是否满足预设的诊断使能条件。该预设的诊断使能条件可以包括诊断泄漏基本条件、泄漏诊断环境条件、点灯条件、诊断泄漏操作条件和发动机运行状态等。该诊断使能条件为用户预先设置，并根据实际需求可以进行调整，其包括对与车辆燃油泄漏检测相关的条件的设置以及满足诊断条件时的取值范围的设置，假设车辆燃油泄漏检测需要满足当前车辆油压为15％至85％范围，且当前环境温度为4℃至35℃范围，且当前海拔为2440米以下，也即当前大气压强为72kpa 以上时，那么当上述条件均在允许范围内时，可以判定当前车辆满足预设的诊断使能条件，可以进行燃油泄漏检测；而当上述条件中的任一条件未在允许范围内时，可以判定当前车辆不满足预设的诊断使能条件，需要等待下一个阶段再进行判断确定。

通过所述发动机控制单元ECU监控车辆的状态信息，根据状态信息判断当前车辆是否满足上述预设条件；如满足上述预设条件，则通过发动机控制单元关闭碳罐截止通风阀并开启一定开度的碳罐电磁阀，在蒸发***中逐步形成负压，实时获取蒸发***内油箱压力。

若形成负压过程中油箱压力不能快速下降，小于发动机控制单元预设的油箱压力预设下降速率，监测蒸发***出现粗泄漏故障；

若压力下降速率满足预设值，当压力下降至某一预设数值时，发动机控制单元ECU关闭碳罐通风截止阀，诊断进入保压诊断阶段；

获取保压阶段油箱压力变化速率，若保压阶段油箱压力恢复压力速率小于故障报出的预设速率，则蒸发***无泄漏故障发生；若保压阶段油箱压力恢复压力速率大于故障报出的预设速率，则蒸发***有泄漏故障发生；

诊断全部完成后，发动机控制单元ECU控制碳罐截止通风阀和碳罐电磁阀恢复原有的状态，诊断全部结束。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种燃油车蒸发***燃油泄露的诊断方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)进行碳罐冲洗标定：

(1)碳罐电磁阀延迟时间标定：

在怠速工况下，碳罐电磁阀延迟时间标定采用直接标定法或间接标定法；

(2)碳罐电磁阀周期特性标定：

降低碳罐电磁阀延迟时间，标定所述的碳罐电磁阀周期特性为常开；

(3)碳罐冲洗功能激活条件标定：

行驶断油和清氧时，空燃比条件退出；水温条件满足蒸发***预设；发动机启动时间计数条件预设；油箱压力无明显波动；电压维持正常；

2)蒸发***泄露诊断标定：

(1)蒸发***泄露诊断开启，达到以下条件：

①起动水温4～35℃；

②环境温度4～35℃；

③发动机起动后tnsez>600s；

④怠速B_llr置位，车速≤3km/h；

⑤电瓶电压11～16V；

⑥油箱压力pttp_w处于-25～10hPa；

⑦歧管与环境压力比值pspu≤0.7；

⑧炭罐冲洗流量积分imsteini>8g

(2)蒸发***泄露诊断异常中断，包含以下条件之一：

①抽真空结束油箱压力继续下降超出限值；

②油气蒸发剧烈；

③油气冷凝严重；

④实际冲洗量与目标偏差过大；

⑤关闭炭罐冲洗后油箱压力长时间未进入稳定；

(3)蒸发***诊断结束条件判断：

第一阶段：碳罐截止通风阀关闭，碳罐电磁阀打开，蒸发***真空度因进气歧管真空度而增加；若蒸发***真空度不增加，则***检测到粗泄漏故障，诊断停止；

第二阶段：蒸发***达到所需真空度时，碳罐电磁阀关闭，碳罐电磁阀和碳罐截止通风阀均关闭，蒸发***真空度会因泄漏而衰退，依据所述衰退的梯度，来检测蒸发***1mm泄漏；

第三阶段：蒸发***燃油泄露诊断结束，碳罐截止通风阀会打开，保持常开状态，碳罐电磁阀关闭。

2.根据权利要求1所述的一种燃油车蒸发***燃油泄露的诊断方法，其特征是，所述的直接标定法包括以下步骤：

1)设定碳罐电磁阀最小占空比开度，由于延迟时间的存在，碳罐电磁阀处于关闭状态；

2)逐步调节电磁阀占空比开度，直至流量传感器数值发生变化，确定碳罐电磁阀的延迟时间。

3.根据权利要求1所述的一种燃油车蒸发***燃油泄露的诊断方法，其特征是，所述的间接标定法包括以下步骤：

1)设定碳罐电磁阀的频率，逐步打开碳罐电磁阀；

逐步调节电磁阀占空比开度，直至流量传感器数值发生变化，此时输出占空比和延迟时间抵消，计算延迟时间。