CN109312684B

CN109312684B - 用于检查燃料箱中压力测量结果的检查方法

Info

Publication number: CN109312684B
Application number: CN201780040480.6A
Authority: CN
Inventors: A.格鲁萨尔; T.科莱
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: US10767580B2; FR3053398B1; WO2018002550A1; FR3053398A1; CN109312684A; US20190178177A1

Abstract

本发明涉及一种用于检查燃料箱中的压力测量结果的方法，所述方法在车辆中实施，所述车辆包括燃料箱和燃料蒸气排出回路，所述燃料蒸气排出回路包括：过滤器；燃料箱隔离阀，其插置于燃料箱与过滤器之间；以及净化管线，其在过滤器下游处连接到过滤器，并包括压力传感器和净化阀，该方法包括以下步骤：当净化阀关闭时：当隔离阀关闭时，测量（100）燃料箱中的压力值，然后在隔离阀打开之后测量（200）净化管线中的压力的瞬时极值，以及根据测量值确定（300）燃料箱中测量的压力是否存在异常。

Description

用于检查燃料箱中压力测量结果的检查方法

技术领域

本发明涉及用于检查燃料箱中压力测量结果的检查方法，以及用于实施所述校正的装置。

本发明尤其涉及对热发动机的燃料箱中的压力测量结果的检查，且尤其是汽油型内燃发动机。

背景技术

在包括内燃发动机和供应发动机的燃料箱的车辆中，已知提供用于排出可能来自燃料箱的燃料蒸气的燃料蒸气排出回路。

此类燃料蒸气排出回路通常包括位于燃料箱处的蒸气净化管线，该管线用于将燃料箱连接到发动机的进气道。

燃料蒸气排出回路还包括用于捕集燃料箱中的燃料蒸气的捕集机构，且尤其是燃料蒸气过滤器，通常称为“canister（炭罐）”，其通常是活性炭过滤器，并且插置在燃料箱与蒸气净化管线之间。因此，它允许捕集来自燃料箱的燃料蒸气，尤其是当发动机不运转时。

过滤器还连接到进气口，使得当发动机运行时，进气管线中的低压会驱动空气流入过滤器中，该空气会清除过滤器中所容纳的燃料蒸气并且将该燃料蒸气排至发动机。

然而，在一些车辆中，诸如配备有热发动机和电动机的混合动力机动车辆中，热发动机的运行时间可能是很短的且不足以清除囤积在过滤器中的汽油蒸气。为了防止燃料蒸气从燃料箱逸出并因此填充过滤器，已知在连接燃料箱和过滤器的管线上设置一个称为燃料箱隔离阀的阀。该管线可以选择性地打开或关闭，以允许或禁止流体在该管线中的流通，且尤其是阻止蒸气离开燃料箱。

因此，与在不包括此类隔离阀的车辆中相比，燃料箱的尺寸设计成承受更高的压力。燃料箱中的压力由位于燃料箱中的专用传感器测量。

然而，因为诸如燃料蒸气过滤器、隔离阀和燃料箱中的压力传感器等部件具有限制燃料蒸气至环境中的排放且因此限制车辆所排放的污染的作用，所以这些部件受到特定的法律要求的约束，且尤其是对它们是否正常运行进行持续性的检查。

对燃料箱内的压力传感器的一些检查已经存在，即对传感器测量的压力值不在合理值范围之外的电气诊断和验证。然而，在这个阶段没有任何关于传感器测量结果的一致性的验证，使得如果该测量结果没有延伸到合理范围之外，也有可能确定该测量结果中的异常。例如，无法检测到诸如传感器漂移误差或传感器值的中断之类的异常。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是通过提供用于检查由压力传感器测量的燃料箱中的压力的检查机构来弥补现有技术的不足。

尤其，本发明的目的是能够检测到压力测量结果中的异常。

本发明的另外的目的是，通过检查燃料箱中的压力测量结果，可以检测热发动机的燃料蒸气排出回路中的其它类型的异常。

在这方面，本发明的一个目的是用于检查燃料箱中的压力测量结果的检查方法，

该方法在车辆中实施，该车辆包括燃料箱和燃料箱的燃料蒸气排出回路，该燃料箱包括压力传感器，燃料箱的燃料蒸气排出回路包括：

·燃料蒸气过滤器，

·燃料箱隔离阀，其插置于燃料箱与过滤器之间，以及

·燃料蒸气净化管线，其在过滤器下游处连接到过滤器，且其包括管线中的压力传感器以及适于选择性地允许或禁止流体在净化管线中的流通的净化阀，

该方法的特征在于，它包括以下步骤，当净化阀关闭时：

·当燃料箱隔离阀关闭时，测量燃料箱中的压力值，然后

·在隔离阀打开之后，测量净化管线中的压力的瞬时极值，以及

·根据所测量的两个压力值，确定在燃料箱中测量的压力值中是否存在异常。

有利地，但是可选地，根据本发明的检查方法还可以包括以下特征中的至少一个：

·确定步骤包括将净化管线中的压力的瞬时极值与参考极值的比较，该参考极值对应于阀的打开之前燃料箱中的相同的压力值。

·该方法可以包括预备步骤，该预备步骤用于建立在燃料箱隔离阀打开之后净化管线中的压力的瞬时极值与阀打开之前燃料箱中的压力之间的关系。

·可以通过对于阀打开之前燃料箱中的不同压力值，对隔离阀打开之后净化管线中的一组压力的瞬时极值记录进行插值来建立该关系。

·可以基于至少十条记录来建立该关系。

·如果在管线中测量的压力的瞬时极值与在阀打开之前燃料箱中的相同压力对应的参考极值之间的差值超过确定的公差阈值，则在燃料箱中测量的压力值被确定为表现出异常。

本发明的另一主题是计算机程序产品，其特征在于，它包括用于实施以下步骤的代码指令：

·当燃料箱隔离阀和燃料蒸气净化管线的净化阀关闭时，操控压力传感器以测量燃料箱中的压力值，

·当通过打开燃料箱隔离阀使净化管线与燃料箱流体连通时，操控管线中的压力传感器以测量管线中的压力的瞬时极值，以及

·将所述测量结果与参考值进行比较，以及

·当由处理器执行时，基于所述比较的结果，确定在燃料箱中所测量的压力值是否表现出异常。

本发明的另一主题涉及用于检查燃料箱中的压力测量结果的检查装置，该检查装置包括至少一个检查器，该检查器与燃料箱中的压力传感器和燃料蒸气净化管线中的压力传感器通信，其特征在于，该检查器适于实施根据上文的描述的方法。

本发明的另一主题涉及机动车辆，其包括：

·热发动机，

·燃料箱，其包括压力传感器，

·燃料蒸气排出回路，其包括：

- 燃料蒸气过滤器，

- 燃料箱隔离阀，其插置在燃料箱与过滤器之间，

- 燃料蒸气净化管线，其在过滤器下游处连接到过滤器，且其包括管线中的压力传感器以及适于选择性地允许或禁止流体在净化管线中的流通的净化阀，

其特征在于，该机动车辆还包括根据上文的描述的检查装置。

所提出的本发明使得能通过将压力传感器的测量结果与净化管线中的压力传感器的测量结果进行证实来确定该压力传感器的测量结果的异常。

附图说明

本发明的其它特征、目的和优点将在参照附图阅读下面的详细描述后变得清楚的，且附图以非限制性示例的方式给出，其中：

- 图1示出了车辆的局部示意图，该车辆包括热发动机、用于供给发动机的燃料箱以及用于排出来自燃料箱的燃料蒸气排出回路，

- 图2示出了燃料箱中和过滤器净化管线中的压力在隔离阀打开期间随时间变化的示例，

- 图3示出了隔离阀打开之后净化管线中的压力的瞬时极值和该打开之前燃料箱中的压力值之间的关系的示例，

- 图4示意性地示出了用于检查燃料箱的压力测量值的方法的主要步骤，

- 图5示出了根据本发明的实施例的方法的执行示例。

具体实施方式

参照图1，其示出了机动车辆的子组件，该子组件包括燃料箱1、热发动机2、用于将来自燃料箱的燃料蒸气排出至发动机2的排出回路3以及检查装置4，热发动机2通常是内燃发动机，尤其是汽油类型的内燃发动机。

燃料箱1包括设置在其内部的压力传感器10，且该压力传感器10适于测量燃料箱中的压力。燃料箱中的压力由容纳在燃料箱中的空气和燃料蒸气所引起。

排出回路3包括燃料蒸气过滤器30，例如活性炭过滤器，其适于过滤从燃料箱1逸出的燃料蒸气。燃料蒸气过滤器30通过在过滤器30上游的第一管线31连接到燃料箱1，并通过在过滤器30下游的第二管线32连接到发动机2的进气道，第二管线32称为燃料蒸气净化管线。

过滤器30包括进气口33，当发动机运行过程中发动机中存在压降时，该进气口33使得空气流能够流入过滤器中，该空气流排出囤积在此处的燃料蒸气，然后该空气流通过管线32被排至发动机的进气道。

蒸气净化管线32包括压力传感器320和净化阀321（也称为CPS，代表“CanisterPurge Solenoid”,炭罐净化电磁阀），该净化阀允许调节在过滤器30和发动机2的进气道之间流通的载有燃料蒸气的空气的流率。

蒸气排出回路3还包括燃料箱隔离阀34（也称为FTIV，英文全称是Fuel TankIsolation Valve），该隔离阀在第一管线31上插置在燃料箱1与过滤器30之间，并且通过其打开或关闭可以选择性地允许或禁止燃料蒸气从燃料箱至过滤器30的流动。

通常，默认隔离阀34是关闭的，并被命令来及时地打开，例如当燃料箱充满时打开。然后，容纳在燃料箱中的蒸气朝着燃料蒸气过滤器30的方向逸入管线31中。

该回路还包括称为翻车阀（称作ROV，英文全称是Roll-Over Valve）的阀门35，在发生事故的情况下，当车辆发生翻车时，该阀门35允许防止燃料从燃料箱中逸出。

最后，检查装置4包括计算机40，该计算机40包括处理器件，例如处理器或微处理器、控制器或微控制器，或者例如ASIC类型的或可编程类型的集成电路等。该计算机适于执行代码指令，由此允许实现下面所描述的检查方法。检查装置4还包括存储器41和至少一个通信接口42，该通信接口用于与燃料箱中的压力传感器10、净化管线中的压力传感器320、隔离阀34和净化阀321通信。

检查装置4适于记录压力传感器的测量结果，并且可选地用于获知和/或控制阀的打开状态。

参照图2，图2示出了当隔离阀34打开时燃料箱1中和蒸气净化管线32中的压力变化。对隔离阀34的打开状态或关闭状态的命令由曲线V表示。最初在曲线图上，隔离阀是关闭的，并且打开阀34的命令发生在曲线图上所示的时间T处。

净化阀321在曲线图上示出的整个时间周期内是关闭的，这能确保净化管线32中的压力不会由于位于下游的发动机的运行而波动。

曲线P_R表示燃料箱中的压力，而曲线P_L表示蒸气净化管线32中的压力。

当蒸气隔离阀34关闭时，在时间T之前，燃料箱中的压力和净化管线32中的压力是恒定的且独立的，因为在排出回路中没有燃料蒸气的任何流通，压力也没有任何变化。

净化管线32中的压力等于大气压，因为该管线经由过滤器30的进气口33与外部连通。

燃料箱中的压力是恒定的，并且等于一值，该值可能高于或低于大气压，这取决于燃料的类型、环境温度等。

隔离阀34的打开引起燃料箱中的压力变化，直到它达到设定压力P_c，这个设定压力例如由计算机40所控制。设定压力可以等于大气压。可替代地，设定压力可以是介于在燃料箱中的初始压力与大气压之间的压力。在这种情况下，计算机40控制隔离阀34，以便在一确定时间间隔之后再次关闭隔离阀，该确定时间间隔对应于达到设定压力所需的时间。这使得可能仅部分清空燃料箱中的蒸气，以避免在阀34的单次打开中使过滤器30饱和。

在图2的示例中，仅预设了隔离阀34的单次打开，并且设定压力等于大气压。曲线P_L和P_R的比例尺是不同的。

如果由于燃料蒸气的积聚，燃料箱最初相对于大气压处于过压（surpression）状态，则阀的打开使燃料箱与处于大气压下的管线31流体连通，这引起燃料箱中的压力逐渐下降，直到达到设定压力。

燃料箱1最初还可能处于低压状态，如图2所示。例如，如果在隔离阀的关闭和随后打开之间，燃料箱中的温度下降，使得燃料蒸气冷凝，则会发生这种情况。在这种情况下，阀34的打开引起燃料箱中的压力增加，直到达到设定压力。

燃料箱的压力的平衡，也就是说达到设定压力的操作，发生在阀打开之后的几秒钟内，例如阀打开之后的不到10秒钟内。

此外，从曲线P_L可以看出，阀34的打开也使得净化管线中的压力在大气压附近短暂变化，这是由于FTIV阀34打开时建立了蒸气排出流率。

因此，例如，如果燃料箱最初处于过压状态，阀34的打开使得燃料箱中的压力降低，并在管线32中产生短暂的升压波。在图2中示出的相反情况下，其中燃料箱最初位于低压状态，阀34的打开使得燃料箱中的压力增加，并在管线32中产生短暂的降压波。

因此，可以看出，阀的打开使得净化管线32中出现压力的短暂变化，该变化依次包括降低随后升高，或者升高随后降低。因此，可以确定阀打开之后管线32中压力的峰值或瞬时极值，并测量峰值处的压力值。

压力的这种短暂变化发生在阀打开之后的几秒钟内，通常发生在阀打开之后的10秒钟内，甚至是5秒钟内。

然而，申请人已经发现管线中压力的该瞬时极值取决于打开阀34之前燃料箱中的压力。实际上，燃料箱1中相对于大气压的初始压力的过压（或低压）越大，则管线32中的压力波越大。

因此，参照图3，能够建立在阀34打开之前燃料箱中的压力与在阀打开之后管线32中的压力极值之间的关系。在图3中，在横坐标上以百帕（hPa）为单位表示在阀打开之前燃料箱中的压力PR_ini与大气压P_atm之间的差值。在纵轴上以百帕为单位表示在阀打开之后管线32中的压力极值P_pic与大气压P_atm之间的差值。

这种关系取决于燃料排出回路的部件，且特别是取决于燃料蒸气过滤器30的特征。因此，它可以建立用于一系列相同的车辆，这些车辆配备相同的燃料排出回路，特别是具有相同型号的过滤器30和相同型号的燃料箱。

压力传感器320对管线32中所实施的压力测量被认为是可靠的，因为该传感器已经接受了本申请中未涉及的检查。因此，基于上文所建立的关系，可以利用来自压力传感器320的测量结果来验证传感器10在燃料箱中进行的测量。

参照图4和图5，图4和图5示出了用于检查燃料箱中的压力测量结果的方法。当管线32的净化阀321是关闭时，该方法由上述检查装置4实施，以确保净化管线32中的压力恒定且等于大气压。

可以在净化阀321已经预定关闭时实施该方法，例如当发动机的喷射系统正在进行调节时。可替代地，检查装置4可以操作阀321以关闭该阀，以便能够实施该方法。

该方法包括第一步骤100，通过由检查装置4所控制的压力传感器10测量燃料箱1中的压力。当燃料箱隔离阀34关闭时，执行该步骤。如图5中可见，只要隔离阀是关闭的，则可以有利地持续实施该步骤。在图5中，PR_ini表示燃料箱中所测量的压力值。

该方法然后包括步骤200，在隔离阀34打开之后，测量净化管线32中的压力值，该压力值对应于管线中的压力的瞬时极值，这意味着在阀打开之后管线中压力的最小值或最大值。测量由管线32中的压力传感器320所实施，为此，该压力传感器由检查装置4所控制。

该步骤200可以有利地包括由检查装置4命令打开阀，以便预测管线中的压力变化，或者仅检测阀34的打开，随后检查装置4命令传感器320监控管线32中的压力，以便能够检测压力极值。

在图5中，以201表示阀的打开，无论是检测到的还是经命令的阀的打开。

压力极值的检测有利地包括在燃料箱中所测量的压力值PR_ini与大气压之间的比较202。

如果在阀34打开之前由压力传感器10测量的压力值高于大气压，则检查装置4在步骤203期间确定管线32中的压力的瞬时最大值。如果在阀34打开之前由燃料箱中的传感器10测量的压力值低于大气压，则检查装置在步骤204期间确定管线32中的压力的瞬时最小值。

以P_pic表示在净化管线32中所测量的压力极值。

该方法然后包括步骤300，在该步骤期间，检查装置4根据在步骤100和200中进行的压力测量来确定由传感器10测量的燃料箱压力值是否表现出异常。该步骤通过将所测量的压力极值与参考值进行比较（步骤301）来实现，该参考值对应于燃料箱中的压力的相同初始值。

参考值是通过建立在阀打开之后管线中的压力极值与该打开之前燃料箱中的压力值之间的关系（图3中描述了一个示例）所获得的。可以在预备步骤50期间由检查装置建立该关系。可替代地，它可能已经由不同的处理系统预先建立，可选地基于在与实施该方法的车辆相同的另一车辆上进行的测量。然后，该关系被加载到检查装置4的存储器中。

该关系的建立是通过在被确定为健康的车辆中（且其中净化阀321是关闭的）执行一组序列，该序列包括：

· 在阀34处于关闭状态的情况下，测量燃料箱中的压力，

· 打开阀并测量管线32中的压力极值。

优选地，为燃料箱中的每个初始压力获取多个压力极值。此外，对于燃料箱中的多个初始压力值，记录压力极值。

总共实施了压力极值的至少10条记录，这些分布在燃料箱中的至少2个至3个初始压力值上，且优选地，对于燃料箱中的每个初始压力值，测量至少2个至3个压力极值。

然后，对压力极值进行插值，以便对于燃料箱中的每个可能的压力值，获得净化管线中的相对应的压力极值。

回到图4和图5，所测量的压力极值与参考值之间的比较有利地借助于公差来执行，例如但非限制性地，公差可以包括在预期参考值的5 %-10 %之间。

根据第一实施例，可以通过将在步骤100和步骤200中获得的测量点转移到与图3的示例一致的曲线上来可视地进行比较，该曲线表示管线32中的压力极值随燃料箱中的初始压力变化的函数。然后，在同一曲线图上有利地指示公差范围，以便能够可视地确定测量的压力极值是否位于公差范围内。

可替代地，如图5所示，该比较按如下方式实施，以P_ref(PR_ini)表示与燃料箱中测量的压力值相对应的参考极值：

其中

且a给出了与公差相对应的百分数，例如，对于10 %的公差，a = 10。

如果测量的压力极值在公差范围内与参考值一致，则在步骤401期间，由压力传感器10在步骤100中测量的压力值PR_ini被认为是正常的。相反地，则在步骤402中检测到异常。这种异常可能来源于传感器10的故障，但也可能是由燃料箱1和净化管线32中的压力传感器320之间的管线31或过滤器30中的问题所引起的。例如，管线31中的问题可能导致管线中流通的载有燃料蒸气的空气的压降更大，这将改变测量的压力极值。

因此，所提出的方法允许利用管线中的压力传感器320（该传感器320被视作可靠的，因为在别处对其进行监控）所提供的值来检查由传感器10测量的燃料箱的压力值。这样尤其允许监控该传感器的运行。

Claims

1.一种用于检查燃料箱中的压力测量结果的检查方法，所述方法是在车辆中实施，所述车辆包括燃料箱（1）和燃料箱的燃料蒸气排出回路（3），所述燃料箱包括压力传感器（10），所述燃料蒸气排出回路（3）包括：

· 燃料蒸气过滤器（30），

· 燃料箱（1）隔离阀（34），其插置于所述燃料箱（1）与所述过滤器（30）之间，以及

· 燃料蒸气净化管线（32），其在所述过滤器（30）下游处连接到所述过滤器（30），并且包括在所述管线中的压力传感器（320）和净化阀（321），所述净化阀适于选择性地允许或禁止流体在所述净化管线（32）中的流通，

所述方法的特征在于，其包括以下步骤，当所述净化阀（321）是关闭时：

· 当燃料箱的所述隔离阀（34）关闭时，测量（100）所述燃料箱（1）中的压力值，然后

· 在所述隔离阀（34）的打开之后，测量（200）所述净化管线（32）中的压力的瞬时极值，以及

· 根据所测量的两个压力值与参考值的比较，确定（300）在所述燃料箱中所测量的压力值中是否存在异常。

2.根据权利要求1所述的检查方法，其中，确定步骤（300）包括所述净化管线（32）中的压力的瞬时极值与参考极值的比较（301），所述参考极值对应于在所述隔离阀（34）的打开之前所述燃料箱（1）中的相同的压力值。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的检查方法，其包括预备步骤（50），所述预备步骤用于建立在所述燃料箱隔离阀打开之后所述净化管线（32）中的压力的瞬时极值与所述隔离阀（34）打开之前所述燃料箱（1）中的压力之间的关系。

4.根据权利要求3所述的检查方法，其中，通过对于所述隔离阀（34）的打开之前所述燃料箱（1）中的不同压力值，从在所述隔离阀（34）的打开之后所述净化管线（32）中的一组压力的瞬时极值记录进行插值来建立所述关系。

5.根据权利要求4所述的检查方法，其中，基于至少十条记录建立所述关系。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的检查方法，其中，如果在所述净化管线（32）中测量的压力的瞬时极值与在所述隔离阀（34）打开之前所述燃料箱（1）中的相同压力对应的参考极值之间的差值超过确定的公差阈值，则在所述燃料箱（1）中测量的压力值被确定为表现出异常。

7.一种计算机程序介质，其特征在于，其包括用于实现以下步骤的代码指令：

· 当燃料箱（1）隔离阀（34）和燃料蒸气净化管线（32）的净化阀（321）关闭时，操控压力传感器（10）以测量所述燃料箱（1）中的压力值，

· 当通过打开所述燃料箱隔离阀（34）使所述净化管线（32）与所述燃料箱（1）流体连通时，操控所述净化管线（32）中的压力传感器（320），以测量所述净化管线（32）中的压力的瞬时极值，以及

· 将所测量的两个压力值与参考值进行比较，以及

· 当由处理器执行时，基于所述比较的结果，确定所述燃料箱（1）中所测量的压力值是否表现出异常。

8.一种用于检查燃料箱（1）中的压力测量结果的检查装置（4），所述检查装置包括至少一个检查器（40），所述检查器（40）与所述燃料箱（1）中的压力传感器（10）和燃料蒸气净化管线（32）中的压力传感器（320）通信，其特征在于，所述检查器（40）适于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法。

9.一种机动车辆，其包括：

· 热发动机（2），

· 燃料箱（1），其包括压力传感器（10），

· 燃料蒸气排出回路（3），其包括：

- 燃料蒸气过滤器（30），

- 所述燃料箱（1）隔离阀（34），其插置在所述燃料箱（1）与所述过滤器（30）之间，

- 燃料蒸气净化管线（32），其在所述过滤器的下游处连接到所述过滤器，并且包括所述净化管线（32）中的压力传感器（320）和净化阀（321），所述净化阀适于选择性地允许或禁止流体在所述净化管线（32）中的流通，

其特征在于，它还包括根据权利要求8所述的检查装置（4）。