CN109488472B - 用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法，该方法包括：在发动机启用的情形下监测蒸发排放系统的真空压力水平，以及致动储罐排放阀以将真空压力水平调节至预定最小真空压力水平。在关闭发动机的情形下，关闭储罐排放阀和储罐吹扫阀以密封蒸发排放系统。接下来，在关闭发动机之后的预定时间段上记录真空压力水平，并且当真空压力水平变得小于预定最小真空压力水平时设定故障代码。

Description

用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法

技术领域

本发明涉及一种蒸发排放系统，并且更具体地说涉及用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法。

背景技术

本段落提供与本发明相关的背景信息，但这并非必然是现有技术。

内燃机燃烧空气和燃料的混合物以产生转矩。燃料可以是液体燃料和蒸汽燃料的组合。燃料系统将液体燃料和蒸汽燃料供给至发动机。燃料喷射器为发动机提供从燃料储箱抽吸的液体燃料。蒸发排放系统(通常包括但不限于燃料储箱、蒸汽储罐、排放阀、吹扫阀，并且可以是吹扫泵)为发动机提供从燃料储箱和蒸汽储罐抽吸的燃料蒸汽。

存储在燃料储箱内的液体燃料可蒸发并且形成燃料蒸汽。蒸汽储罐捕集并存储燃料蒸汽，以防止其从系统逸出到环境中。已知燃料蒸汽可能有时通过系统中的小泄漏(例如，在气体帽盖或其它装置处)逸出到环境中，这会造成空气污染。

针对燃料蒸汽泄漏的一些系统测试依赖于从发动机产生的热量，以在系统闭合时产生压力变化。然而，产生低热量特性的未来燃料有效发动机可能无法提供产生足够压力来运行泄漏测试所需的热量。期望具有适合于具有低热量特性发动机的未来燃料有效车辆的燃料蒸汽泄漏测试。

发明内容

本段落提供本发明的总体概括，而并非是对本发明范围或其所有特征的全面公开。

根据示例性实施例，一种用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法包括：在发动机启用的情形下，监控蒸发排放系统的真空压力水平。另一方面包括致动储罐排放阀，以将真空压力水平调节至预定最小真空压力水平。且另一方面包括当发动机关闭时，闭合储罐排放阀和储罐吹扫阀。进而另一方面包括记录在关闭发动机之后预定时间段上的真空压力水平。且又一方面包括当真空压力水平变得小于预定最小真空压力水平时设定故障代码。

根据示例性实施例的又一些方面在于，其中，监控进一步包括使用压力传感器来监控蒸发排放系统内燃料储箱处或蒸发排放蒸汽储罐处的真空压力水平。且又一方面在于，其中，致动进一步包括利用可变脉冲宽度调制信号来打开和闭合储罐排放阀，以调节真空压力水平。又一方面在于，其中，致动进一步包括在完全打开和完全闭合位置之间致动储罐排放阀，以调节真空压力水平。又一方面包括控制施加于储罐吹扫阀的信号的占空比，以在储罐排放阀受限制时调节真空压力水平。且又一方面在于，其中，致动进一步包括致动吹扫泵，以影响真空压力水平的调节。且一个其它方面在于，其中设定进一步包括当真空压力水平变得小于预定最小真空压力水平时启动故障指示器灯。

从本文提供的描述中，又一些可应用领域会变得显而易见。在本发明内容中的描述和特定示例仅仅旨在说明的目的，且并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅仅用于说明所选择的实施例而非所有可能的实施方式，并且并不旨在限制本发明的范围。

图1是根据示例性实施例的示例直喷式发动机系统的功能性框图；

图2显示了根据示例性实施例的示例燃料系统和控制系统；以及

图3是根据示例性实施例的用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法的算法。

对应的附图标记在附图的所有若干视图中指示对应的部件。

具体实施方式

现将参照附图更完整地描述示例实施例。

提供了各种示例实施例，使得本发明是详尽的且能全面地向本领域技术人员传达本发明的范围。大量特定的细节得以阐明，比如特定的部件、装置和方法的示例，以透彻理解本发明的实施例。对于本领域技术人员显而易见的是，无需采用特定细节，而是示例实施例可体现在许多不同形式中并且不应被理解成限制本发明的范围。在一些示例实施例中，并未详细地描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。

本文使用的术语仅仅用于描述特定示例实施例的目的，并且并不旨在限制。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”可旨在同样包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。术语“包含”、“包括”、“含有”以及“具有”是包含性的并且由此指代所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或附加。本文描述的方法步骤、过程以及操作并不理解成必定需要以所讨论或所示的具体次序执行，除非具体确定为执行顺序。还可以理解，可采用附加或替代的步骤。

当提到一个元件或层位于另一个元件或层“上”、“接合于”另一个元件或层、“连接于”另一个元件或层、或者“联接于”另一个元件或层时，它可能直接地位于其它元件或层上、接合于其它元件或层、连接或联接于其它元件或层，或者有可能存在介于中间的元件或层。相反，当提到一个元件直接地位于另一个元件或层“上”、“直接地接合于”另一个元件或层、“直接地连接于”或“直接地联接于”另一个元件或层时，可能就不存在介于中间的元件或层。用于描述各元件之间的关系的其它单词应该按相似的方式来解释(比如“在......之间”对“直接地在......之间”、“相邻”对“直接地相邻”等)。如本文所使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。

虽然术语第一、第二、第三等可在本文用来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语以及其它数值术语在本文使用时并不暗指一种序列或顺序，除非上下文清晰地指明。因此，在不偏离各示例实施例的教示的情况下，下文所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

蒸发排放系统包括燃料储箱和蒸汽储罐，该蒸汽储罐捕集并且存储从燃料储箱的液体燃料产生的燃料蒸汽。储罐吹扫阀选择性地打开以将燃料蒸汽从蒸汽储罐吹扫至内燃机。在一些类型的发动机(例如，自然吸气发动机)中，进气歧管内的真空可用于将燃料蒸汽抽吸通过储罐吹扫阀。其它类型的发动机(例如，增压发动机)可具有不充足的真空或增压，以将燃料蒸汽抽吸通过储罐吹扫阀。泵可用于将燃料蒸汽从蒸汽储罐泵送至具有不充足增压或真空的发动机的进气系统。一些储罐吹扫阀可直接地联接于发动机的进气系统的部件。

控制模块在闭合储罐排放阀之后选择性地打开储罐吹扫阀并且启动泵，以确定系统中是否存在泄漏。泄漏会由于吹扫阀从发动机的进气系统脱离或者由于蒸发储罐排放系统中的孔洞而发生。

将储罐吹扫阀闭合来防止燃料蒸汽流入到进气系统中。然而，燃料蒸汽可能在储罐吹扫阀从进气系统脱离时离开储罐吹扫阀。控制模块因此基于在储罐吹扫阀打开且储罐排放阀闭合时在燃料储箱和储罐吹扫阀之间一位置处测得的压力是否随着时间降低来确定储罐吹扫阀是否脱离。

现参照图1，示出用于车辆的示例发动机系统的功能性框图。发动机10燃料空气/燃料混合物，以产生用于车辆的驱动转矩。虽然会作为火花点火直喷式(SIDI)发动机来讨论发动机10，但发动机10也可包括其它类型的发动机。与发动机10一起设有一个或多个电动机和/或电动机发电机单元(MGU)。

空气经由进气系统12流入到发动机10中。更确切地说，空气通过节流阀16流入到进气歧管14中。节流阀16可改变进入进气歧管14的空气流。节气门致动器模块18(例如，电子节气门控制器或ETC)基于来自发动机控制模块(ECM)20的信号来控制节流阀16的打开。在各个实施方式中，进气系统12包括一个或多个增压装置，例如一个或多个增压器和/或一个或多个涡轮增压器，其增大进入进气歧管14且由此发动机10的空气流。

来自进气歧管14的空气抽吸到发动机10的气缸中。虽然发动机10可包括一个以上的气缸，但仅仅示出单个代表性气缸22。来自进气歧管14的空气通过气缸22的一个或多个进气阀(例如，进气阀24)抽吸到气缸22中。与每个气缸22一起设有一个或多个进气阀24。

燃料致动器模块26基于来自ECM 20的信号控制发动机10的燃料喷射器(例如，燃料喷射器28)。针对每个气缸可设有燃料喷射器28。燃料喷射器28喷射诸如汽油的燃料，用于在气缸内燃烧。ECM 20可控制燃料喷射，以实现目标空燃比，例如化学计量空燃比。

所喷射的燃料与空气混合，并且在气缸22中产生空气/燃料混合物。基于来自ECM20的信号，火花致动器模块30可激励气缸22中的火花塞32。可针对每个气缸设有火花塞32。诸如柴油发动机的一些类型发动机并不包括火花塞。由火花塞32产生的火花点燃空气/燃料混合物。由于燃烧产生的排气经由一个或多个排气阀(例如，排气阀34)从气缸22排放至排气系统36。可针对每个气缸设有一个或多个排气阀。

现参照图2，示出示例燃料系统40的功能性框图。燃料系统40将燃料供给至发动机10。更确切地说，燃料系统40将液体燃料和燃料蒸汽两者供给至发动机10。燃料系统40包括燃料储箱42，该燃料储箱容纳液体燃料。液体燃料由一个或多个燃料泵(未示出)从燃料储箱42抽吸并且供给至发动机10的燃料喷射器。

诸如加燃料、加热、振动和/或辐射的一些状况可致使燃料储箱42内的液体燃料蒸发。蒸汽储罐44捕集并存储经蒸发的燃料(燃料蒸汽)。蒸汽储罐44可包括诸如活性炭的一种或多种物质，这些物质捕集并且存储燃料蒸汽。

储罐吹扫阀46包括阀构件，该阀构件选择性地打开和闭合，以分别启动和禁止燃料蒸汽流向发动机10。根据示例性实施例，储罐吹扫阀46通常闭合。发动机10的操作可相对于进气歧管14内的环境压力产生真空。

在一些情形中，例如当一个或多个增压装置增大进入发动机10的空气流时，进气歧管14内的压力可大于或大致等于环境压力。可实施泵48，以将来自蒸汽储罐44的燃料蒸汽泵送至储罐吹扫阀46。当储罐吹扫阀46打开时，泵48还将燃料蒸汽从蒸汽储罐44泵送朝向发动机10。

ECM 20控制储罐吹扫阀46和泵48，以控制燃料蒸汽向发动机10的流动。ECM 20还可控制储罐排放阀50。当储罐排放阀50处于闭合位置中时，ECM 20可选择性地打开储罐吹扫阀46并且开启泵48，以将燃料蒸汽从蒸汽储罐44吹扫至进气系统12。

根据示例性实施例，当发动机启用时，ECM 20操作以监控蒸发排放系统中的真空压力水平，并且通过利用可变脉冲宽度调制信号控制储罐排放阀50的打开和闭合来将该真空压力水平调节为预定最小真空压力水平。

压力传感器47测量在泵48和储罐吹扫阀46之间一位置处的真空压力水平，并且与ECM 20通信。压力传感器47可设置在燃料储箱处或者蒸汽储罐处，以在示例性实施例的范围内操作，用以监控蒸发排放系统内的真空压力水平。

当发动机关闭时，ECM 20闭合储罐排放阀50和储罐吹扫阀46，并且开始记录在关闭发动机之后预定时间段(例如，1至3分钟)上的真空压力水平。如果确定真空压力水平变得小于预定最小真空压力水平，则在ECM中设定故障代码，且故障指示器灯(MIL)会通过点火而照亮。

替代地，ECM 20还可通过控制储罐吹扫阀46的打开和闭合来控制吹扫燃料蒸汽的速率(吹扫速率)。仅仅例如，ECM 20可通过控制施加于储罐吹扫阀46的信号的可变占空比来控制储罐吹扫速率。在燃料蒸汽从蒸汽储罐44朝向进气系统12流动时，环境空气流入到蒸汽储罐44中。在储罐排放阀50调节以在储箱中产生真空时，储罐吹扫阀46可作为较高的占空比操作以维持期望的流动速率。

液体燃料可经由燃料入口52添加至燃料储箱42。燃料帽盖54密封燃料入口52。可经由加燃料室56来通达燃料帽盖54和燃料入口52。可实施燃料门58来屏蔽和闭合加燃料室56。

通过储罐排放阀50提供给蒸汽储罐44的环境空气可从加燃料室56抽吸出来。过滤器60接收环境空气，并且从环境空气中过滤出各种颗粒。可将储罐排放阀50致动至打开的储罐排放位置或闭合位置。在图2的示例中，储罐排放阀50示作处于储罐排放位置中。当储罐排放阀50处于储罐排放位置中时，空气能通过储罐排放阀50经由第一路径62从过滤器60流动至蒸汽储罐44。当储罐排放阀50处于闭合位置中时，空气能通过储罐排放阀50经由第二路径66在真空泵64和蒸汽储罐44之间流动。

储罐吹扫阀46直接地联接于进气系统12的部件，该部件例如是进气歧管14或进气管，且空气通过该进气管流入到进气歧管14中。在具有增压装置的发动机中，储罐吹扫阀46可直接地联接于增压装置上游的部件。

图3是根据示例性实施例的用于蒸发排放系统的小泄漏测试的方法的算法100。该方法在框102处开始，其中，监控在发动机启用情形下蒸发排放系统的真空压力水平。在传统的蒸发测试方法中，在发动机关闭期间且在闭合系统阀之前吹扫压力以允许压力由于来自发动机排放系统的热量而产生之后，监控压力水平。然后，使用此种热量产生压力来便于泄漏测试。根据示例性实施例的各方面，由于此种热量产生压力可能无法在更有效的发动机中获得，因而无需此种热量产生压力。

在框104处，该方法继续致动储罐排放阀，以将真空压力水平调节至预定最小真空压力水平。致动包括利用可变脉冲宽度调制信号来打开和闭合储罐排放阀，从而当发动机启用时将真空压力水平调节为预定最小水平。这样，在发动机关闭之后，无需产生热量来构建压力以便于测试。该方法还可包括在完全打开和完全闭合位置之间致动储罐排放阀，以调节真空压力水平，但与使用上文描述的脉冲宽度调制控制致动相比，此种方案较不精简。

替代地，当储罐排放阀受限制时，可通过控制施加于储罐吹扫阀的信号的占空比来调节真空压力水平。应意识到的是，关于蒸发排放系统内真空压力水平的调节的结果会基本上等于使用可变占空比来致动储罐排放阀的方案。

在框106处，该方法在发动机关闭时继续闭合储罐排放阀和储罐吹扫阀，以在开始泄漏测试之前密封该系统。在这点上，无需附加的压力添加至系统，因为该方法根据示例性实施例的各方面操作，以在发动机开/关的整个过程中维持预定最小真空压力。

接下来，在框108处，该方法继续记录在关闭发动机之后预定时间段上的真空压力水平。此种记录通过ECM执行，该ECM与在燃料储箱和储罐吹扫阀之间设置在蒸发排放系统内的压力传感器进行数据通信。根据示例性实施例的用于运行泄漏测试并且记录结果的预定时间段提供优于传统泄漏测试方法的能量效率优点，因为所公开的方法需要较短时间和较少能量来获得结果。

在框110处，该方法继续确定真空压力水平在预定时间段内是否小于/是否变得小于预定最小水平。如果是的话，则在框114处，当真空压力水平变得小于预定最小真空压力水平时，该方法继续设定故障代码或MIL。故障代码和MIL会保持设定，直到维修发动机为止。如果确定真空压力并不小于预定最小真空压力，则在框112处，该方法确定用于测试的预定时间段是否到期。如果是的话，则方法终止，但如果否的话，则方法返回至框108。

已出于说明和描述的目的提供了实施例的前文描述。这并不旨在是穷举的或者限制本发明。特定实施例的各个元件或特征通常并不局限于该特定实施例，而是，在可适用的情形下是可互换的，并且能用在所选择的实施例中，即使并未确切地示出或描述。同样也能以许多方式改变。这些变型并不被认为偏离本发明，且所有这些修改均旨在包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于发动机蒸发排放系统的小泄漏测试的方法，所述方法包括：

监测在发动机启用情形下所述蒸发排放系统的真空压力水平；

打开储罐吹扫阀并启动泵，所述储罐吹扫阀和所述泵均位于所述蒸发排放系统内，以提供真空压力水平；

致动位于所述蒸发排放系统内的储罐排放阀，以将所述真空压力水平调节至预定最小真空压力水平；

当所述发动机关闭时，闭合所述储罐排放阀和所述储罐吹扫阀；

关闭所述泵；

记录在关闭所述发动机和所述泵之后的预定时间段上的所述真空压力水平；以及

当所述真空压力水平变得小于所述预定最小真空压力水平时，设定故障代码。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，监测进一步包括使用压力传感器来监测所述蒸发排放系统内燃料储箱处的所述真空压力水平。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，监测进一步包括使用压力传感器来监测所述蒸发排放系统内蒸发排放蒸汽储罐处的所述真空压力水平。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，致动进一步包括利用可变脉冲宽度调制信号来打开和闭合所述储罐排放阀，以调节所述真空压力水平。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，致动进一步包括在完全打开和完全闭合位置之间致动所述储罐排放阀，以调节所述真空压力水平。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括控制施加于所述储罐吹扫阀的信号的占空比，以在所述储罐排放阀受限制时调节所述真空压力水平。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，致动进一步包括致动吹扫泵，以影响所述真空压力水平的调节。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，设定进一步包括当所述真空压力水平变得小于所述预定最小真空压力水平时启动故障指示器灯。

9.一种用于发动机蒸发排放系统的小泄漏测试的方法，所述方法包括：

监测在发动机启用情形下所述蒸发排放系统的真空压力水平；

打开储罐吹扫阀并启动泵，所述储罐吹扫阀和所述泵均位于所述蒸发排放系统内，以提供真空压力水平；

利用可变脉冲宽度调制信号来致动位于所述蒸发排放系统内的储罐排放阀，从而将所述真空压力水平调节为预定最小真空压力水平；

当所述发动机关闭时，闭合所述储罐排放阀和所述储罐吹扫阀；

关闭所述泵；

记录在关闭所述发动机和所述泵之后的预定时间段上的所述真空压力水平；以及

当所述真空压力水平变得小于所述预定最小真空压力水平时，设定故障代码。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，监测进一步包括使用压力传感器来监测所述蒸发排放系统内燃料储箱处的所述真空压力水平。

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