CN100552206C - 蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，其所要解决的问题是，根据泄漏降低的净化线的负压变化进行蒸发燃料处理装置的泄漏诊断时，用于修正泄漏降低时的压力变化的大气开放状态的气压产生量的测定结果，由于负压引起的燃料箱的变形而产生误差，使泄漏诊断的精度降低。技术手段：为开始气化监控，不是在放气阀和切换阀关闭后立刻测量压力变化，而是当所述阀关闭后的净化线的压力上升程度超过某一基准值后开始气化监控。由此，能够不受到燃料箱收缩程度的量的影响而进行气化监控，所以能够不管燃料箱的变形如何而能够得到高精度的泄漏诊断结果。

Description

蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置

技术领域

本发明涉及内燃机的蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置。

技术背景

装备在内燃机上的蒸发燃料处理装置，通过将燃料箱中产生的蒸发燃料导入并暂时吸附在炭罐中，并将该炭罐吸附的蒸发燃料与从所述新气导入口导入的新气一同经由所述放气阀进入内燃机的进气系统，从而来防止蒸气燃料向外部大气中扩散。

这样的蒸发燃料处理装置中，从燃料箱经炭罐到放气阀的净化线上的配管中一旦出现龟裂，或在配管的接合部上出现密封问题，就会产生蒸发燃料的泄漏，不能充分发挥本来的扩散防止效果。

相对于此，作为诊断来自净化线的蒸发燃料的泄漏的有无的泄漏诊断装置，提出了如专利文献1中表示的利用压力变化的结构的方案。

该方案基本上进行所谓泄漏降低检测(リ一クダウン検出)的操作，即导入规定量的内燃机负压后使净化线密闭，根据其内压变化判断有无泄漏。净化线密闭后来自燃料箱的燃料蒸发仍然继续，内压变化，所以要进行气化监控处理，即当测量泄漏降低的负压变化后净化线先返回大气压，之后再度密闭，检测来自大气压的内压上升，从而测量燃料蒸气的产生速度，结果，通过修正泄漏降低时的压力变化量来提高泄漏检测精度。

专利文献1：日本特开平6-173789号公报(JP6-173789A)

在上述现有技术中，产生了向净化线上导入了负压时，燃料箱由于负压的作用而变形，使该变形还原的作用会影响泄漏的检测精度的问题。即，泄漏降低时由于在负压作用于净化线的状态下测量内压变化，故燃料箱的变形的影响小。与此相对，在气化监控时为了正确地测量蒸气产生量需要事先将净化线内压初始化为大气压，此时若罐变形残留则燃料蒸发引起的压力上升和燃料箱的复原引起的负压相抵而难以检测正确的蒸气产生量，作为泄漏诊断结果要过大评价泄漏孔径。

发明内容

本发明涉及一种蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，该泄漏诊断装置诊断蒸发燃料处理装置中从燃料箱经炭罐到放气阀的净化线上的蒸发燃料的泄漏，该蒸发燃料处理装置中，来自所述燃料箱的蒸发燃料导入并暂时吸附在具有新气导入口的所述炭罐，该炭罐吸附的蒸发燃料与从所述新气导入口导入的新气一同经由所述放气阀进入内燃机的进气系统。

所述泄漏诊断装置具有：对所述炭罐的新气导入口进行开闭的切换阀和检测所述净化线的压力的压力检测部件。

另外，作为进行所述泄漏降低和气化监控操作的装置，分别设有第一压力变化率测量部件和第二压力变化率测量部件。

当所述净化线上导入规定的负压后，第一压力变化率测量部件将所述放气阀和所述切换阀一同关闭，而由所述压力检测部件测量负压密闭状态下的净化线的第一压力变化率。

在第一压力变化率测量部件测量净化线的第一压力变化率之后，第二压力变化率测量部件打开所述切换阀并将所述净化线向大气开放后，将所述放气阀和所述切换阀一同关闭，由所述压力检测部件在大气密闭状态下测量规定时间内的净化线的第二压力变化率。

具有泄漏判定部件，根据所述第一压力变化率和所述第二压力变化率之差判定净化线的泄漏程度。

本发明的特征在于，当所述放气阀和所述切换阀关闭后的净化线的压力上升程度超过规定的基准值时，所述第二压力变化率测量部件开始第二压力变化率的测量。

根据本发明，在第一压力变化率的测量结束后，净化线暂时对大气开放，接着开始测量第二压力变化率，所以不是关闭放气阀和切换阀后立刻测量第二压力变化率的，而是当所述放气阀和所述切换阀关闭后的净化线的压力上升程度超过某一基准值时，开始第二压力变化率的测量。由此，能够在排出燃料箱收缩量的负压的影响后开始测量第二压力变化率，所以能不管燃料箱的变形如何而得到高精度的泄漏诊断结果。

附图说明

图1是本发明的一实施例的系统图；

图2是泄漏诊断的流程图；

图3是泄漏诊断的时间图。

1内燃机

2空气净化器

3节流阀

4进气歧管

5燃料箱

6蒸发燃料导入通路

7炭罐

8活性炭

9新气导入口

10放气路

11放气阀

12切换阀

20ECU

21压力传感器(压力检测部件)

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的实施方式。图1是本发明的一实施方式的系统图。

内燃机1的进气系统中自上游侧设有空气净化器2、节流阀3、进气歧管4。燃料供给由设于各气缸上的燃料喷射阀(未图示)构成。

作为蒸发燃料处理装置设有炭罐7，该炭罐通过蒸发燃料导入通路6将燃料箱5中产生的蒸发燃料导入并暂时吸附。炭罐7是在容器内填充活性炭等吸附材料8的结构。

在炭罐7中，形成新气导入口(大气开放口)9，并且导出放气路10。放气路10经由放气阀11与节流阀3下游的进气歧管4连接。放气阀11根据从发动机控制单元(以下称为ECU)20输出的信号而打开。

在内燃机1处于停止状态等情况时燃料箱5中产生的蒸发燃料，由蒸发燃料导入通路6导入到炭罐7中，吸附于炭罐7上。并且，起动内燃机1，规定的净化许可条件成立，则放气阀11打开，内燃机1的吸入负压作用于炭罐7，结果，通过从新气导入口9导入的新气使吸附于炭罐7上的蒸发燃料脱离，包含该脱离的蒸发燃料的净化气通过放气路10被吸入到进气歧管4内，之后，在内燃机1的燃烧室内进行燃烧处理。

作为蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置的结构要素，在炭罐7的新气导入口9上设有可将其开闭的切换阀12。

ECU 20与本发明相关的内容上具有第一压力变化率测量部件、第二压力变化率测量部件、泄漏判定部件的各功能。ECU 20中，在规定的泄漏诊断条件下，控制放气阀11和切换阀12的开闭并一边进行泄漏诊断。为了进行该泄漏诊断，从分别作为压力检测部件、燃料温度检测部件的压力传感器21、燃温传感器22分别向ECU 20输入信号。

压力传感器21为检测从燃料箱5经由炭罐7到放气阀11的净化线的压力，而面临炭罐7内部。燃温传感器22为检测燃料温度而面临燃料箱5内部。

下面，根据图2的流程图，参照图3的时间图，说明ECU 20控制下的蒸发燃料处理装置的泄漏诊断的基本动作。在以下的说明或流程图中，附上S表示的数字表示处理步骤的序号。

在S1中，判定泄漏诊断是否未完成，在未完成的情况下进入到S2。完成的情况下结束处理。

在S2中，判定规定的泄漏诊断条件是否成立。在此，可根据运转条件或运转经历来停止蒸发燃料的净化，没有晃荡(sloshing)的影响(由于振动而产生的过度气化)，且在符合进气系统能得到负压的条件时，泄漏诊断条件成立。泄漏诊断条件未成立的情况下，等待其成立，在成立的情况下进入到S3。

在S3中，作为将负压导入净化线的下降(pull down)的操作，在打开放气阀11的同时，关闭切换阀12(图3的A点)。

在S4中，读入由压力传感器21检测出的净化线的压力P，判定该压力P是否达到规定的诊断开始负压DVP 4，在达到的阶段中进入到S5以后的诊断处理。

在S5中，由于开始进行用于诊断的第一压力变化率的测定处理(所述泄漏降低(leak down)操作)，关闭放气阀11，并且维持切换阀12关闭(图3的B点)。由此，净化线成为负压密闭状态。之后，净化线的压力根据净化线的泄漏程度(泄漏孔径)和蒸发燃料的产生量，逐渐上升。

在S6中，诊断开始同时复位诊断时间计时器开始计时。

在S7中，作为诊断中的处理，读入由压力传感器21检测出的净化线的压力P。

在S8中，判定由诊断时间计时器测量出的诊断时间T是否达到事先设定的泄漏降低时间设定值T1。在没有达到设定值T1的情况下，返回到S7。

在诊断过程中，反复进行S6～S7，从泄漏降低开始的经过时间到达所述设定值T1时(图3的C点)，进入到S8以后。

在S9中，设定所述泄漏降低操作结束后到开始测定第二压力变化率的处理(所述气化监控处理)的延迟时间DIRE 12。该DIRE 12基本上是固定值，但是也可以例如是根据此时的燃料箱的变形量或内压而定的可变值。

在S10中，可以通过从测定结束时的压力DVP 5减去开始时的压力DVP4求出所述泄漏降低过程中的压力变化量，并除以诊断时间T1，可求出第一压力变化率ΔP1＝(DVP 5-DVP 4)/T1。该值为基于泄漏程度和蒸发燃料产生量的值。

在S11中，为了将净化线向大气开放，维持放气阀11关闭，并打开切换阀12。

在S12中，与所述大气开放处理同时复位计时器，接着，在S13中判定从大气开放开始的经过时间是否达到所述设定延迟时间DIRE 12。在时间值T达到DIRE 12的时刻进入到S14(图3的D′点)。

在S14中，维持放气阀11关闭，并关闭切换阀12，由此，开始用于测定第二压力变化率的气化监控处理。此时，净化线为大气密闭状态，之后，净化线压力与蒸发燃料的产生量相应而逐渐上升。

在S15中测量压力P，算出其单位时间的变化率ΔP，接下来的S16中判定ΔP是否达到规定的判定基准值DPs。上述的变化率ΔP是用了判定净化线内的压力的上升倾向的，因此，作为上述单位时间，与第二压力变化率的测定时间T2相比当然是非常小，在能够判定压力上升倾向的限制内设定短的时间。上述ΔP≥DPs的条件满足时移到第二压力变化率的测量。(图3的D点)

S17中为了气化监控时间的计时而复位计时器T，开始计时。

在S18中，读入由压力传感器21检测出的净化线的压力P。

在S19中，判定由计时器测量的诊断时间T是否达到规定的诊断时间T2。在未达到的情况下返回S18。

处于诊断过程中时，反复进行S17～S19的操作，当诊断时间达到T2时(图3的E点)时从S19进入S20。

在S20中，此时的压力变化量通过从测量结束时的压力P减去开始时的压力(大气压)Pa求得，并除以诊断时间T2，求出第二压力变化率ΔP2。该值是仅基于蒸发燃料产生量的值。

在S21中，通过从第一压力变化率ΔP1减去第二压力变化率ΔP2，求出仅依存于泄漏程度(泄漏孔径)的压力变化率、即求出泄漏水平LV。

在S22中，通过将泄漏水平LV与规定值进行比较来判定有无泄漏。即，泄漏水平LV为规定值以上时，判定为有泄漏，小于规定值时，判定为没有泄漏。

另外，在本流程中省略了，在诊断结束后，根据有无净化的要求打开或关闭放气阀11，并打开切换阀12。

在上述气化监控的处理中，S17以后的实质性压力变化率的测量进入前，设定单位时间的压力变化率ΔP达到基准值DPs的等待时间。由此，能够排除进入气化监控处理后的燃料箱的变形导致的负压的影响而准确地进行泄漏诊断。接着，根据图3详细说明这一点。

图3中，泄漏降低后，经过大气开放时间(DIRE 12)，关闭切换阀12(D′)，则净化线内再次成密闭状态。这时若燃料箱的收缩变形部处分复原，则由于该复原力下的负压与燃料蒸气的压力上升抵消，而使净化线的压力部立刻上升，成不稳定状态。因此，假设这样的状态下开始用于气化监控的压力测量，则经过规定的测量时间T2，气化监控结束后的压力相对变低，结果，关于第二压力变化率ΔP2在过小方向上出现误差。图D′点～E′点之间的特性表示这样的误差出现的状态。

相对于此，本发明中，根据净化线内的单位时间的压力变化率ΔP来检测燃料蒸气下的压力上升倾向的出现，然后以此时的压力为初期压力(Pa)开始气化监控，所以能够排除燃料箱的变形导致的负压的影响，而准确检测第二压力变化率。图D～E点间的特性表示本发明的特性。因此，根据本发明，在适用第二压力变化率的泄漏诊断中也能够得到高精度的判定结果。

另外，实施方式中第二压力变化率的测量开始根据净化线的压力变化率ΔP进行判定，但是作为判定净化线的压力上升程度的基准不限定于此，也可以检测出净化线的压力值，当该压力值超过规定的基准值、例如大气压时，开始测量第二压力变化率，同样能够提供泄漏诊断的精度。

Claims (4)

1.一种蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，该泄漏诊断装置诊断蒸发燃料处理装置中从燃料箱经炭罐到放气阀的净化线上的蒸发燃料的泄漏，该蒸发燃料处理装置中，来自所述燃料箱的蒸发燃料导入并暂时吸附在具有新气导入口的所述炭罐，该炭罐吸附的蒸发燃料与从所述新气导入口导入的新气一同经由所述放气阀进入内燃机的进气系统，其特征在于，该泄漏诊断装置具有：

切换阀，该切换阀对所述炭罐的新气导入口进行开闭；

压力检测部件，该压力检测部件检测所述净化线的压力；

第一压力变化率测量部件，当所述净化线上导入规定的负压后，该第一压力变化率测量部件将所述放气阀和所述切换阀一同关闭，而由所述压力检测部件测量负压密闭状态下的净化线的第一压力变化率；

第二压力变化率测量部件，在第一压力变化率测量部件测量净化线的第一压力变化率之后，该第二压力变化率测量部件打开所述切换阀并将所述净化线向大气开放后，将所述放气阀和所述切换阀一同关闭，由所述压力检测部件在大气密闭状态下测量规定时间内的净化线的第二压力变化率；

泄漏判定部件，该泄漏判定部件根据所述第一压力变化率和所述第二压力变化率之差判定泄漏程度，其中，

在所述放气阀和所述切换阀关闭后的净化线的压力上升程度超过规定的基准值时，所述第二压力变化率测量部件开始测量第二压力变化率。

2.如权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，其特征在于，所述第二压力变化率测量部件检测净化线的单位时间的压力变化率作为所述压力上升程度。

3.如权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，其特征在于，所述第二压力变化率测量部件检测净化线的压力值作为所述压力上升程度。

4.如权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的泄漏诊断装置，其特征在于，当所述净化线向大气开放而经过规定时间后，所述第二压力变化率测量部件关闭所述放气阀和所述切换阀。

Images