CN110230547A - 一种车载燃油泄漏检测方法及其检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载燃油泄漏检测方法及其检测系统，通过油箱内的温度T、系统压力P、油位V、燃油RVP，以及从整车控制器输出的海拔信息H和行驶里程S；并将上述参数输入标定函数D＝f(V,P,T,RVP)+ε，从而得到泄漏孔半径D的函数关系式：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH；并将泄漏孔半径D的函数关系式存储在电子控制单元ECU内，通过实时检测T、P、V、RVP、D数据，根据泄漏孔半径D的函数关系式实现对车载燃油的泄漏检测。本发明在考虑油箱温度T、系统压力P、油位V影响的同时，也考虑到了燃油RVP以及海拔信息H和行驶里程S因素的影响，提高了泄漏检测的精度。

Description

一种车载燃油泄漏检测方法及其检测系统

技术领域

本发明属于汽车燃油蒸发泄漏检测技术领域，尤其涉及一种车载燃油泄漏检测方法及其检测系统。

背景技术

汽车排放有三大污染物来源，分别是尾气、曲轴箱和燃油蒸发，其中燃油蒸发排放的主要成分为HC，面对日益严峻的环境压力，为防止燃油蒸汽对大气的污染，GB18352.6-2016(国六法规)对蒸发排放做出了更为严格的规定，并引入了燃油蒸发系统诊断的要求。对于传统车而言，利用发动机熄火后燃油蒸发系统的自然冷却过程检测是成本较低但精度不高；

现有技术中一种用于油箱泄漏诊断的装置和方法，该装置使用增压机在油箱中建立高压，由压力变化来推断出油箱的泄漏情况。然而油箱内压力的影响因素较多，如温度、油位和燃油RVP等，仅依靠压力变化不能准确判断燃油箱的泄漏情况；美国专利提出一种结合加压法和减压法的泄漏检测方法，该方法先测量参考孔引起的压力变化，然后测量油箱泄漏孔引起的压力变化，通过对比两次测得的压力判断泄漏孔的大小，但是在测量参考孔对压力引起的变化时，油箱的泄漏孔始终存在，即此状态下系统中总的气体出口尺寸并非参考孔的尺寸，所以该方法测得的泄漏孔的精度较低，并且只能判断泄漏孔的尺寸是大于0.5mm还是小于0.5mm；

另有一种用于燃油蒸发系统泄漏检测的系统和方法，包括标定参考系统和泄漏检测系统，该方法通过标定数据拟合得到具体的函数，通过函数以及测得的温度、液位高度和压力计算得到具体的泄漏孔尺寸，但是仍然存在拟合精度不高的问题。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种车载燃油泄漏检测方法及其检测系统，能够根据油箱内状态参数温度T、系统压力P、油位V、燃油RVP、海拔信息H和行驶里程S拟合出更合理的泄漏孔半径D的函数关系式，提高了拟合精度，进一步提高泄漏检测的精度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种车载燃油泄漏检测方法，包括以下步骤：

S1，测定油箱油位V和温度T；

S2，根据油箱的最终油位V和温度T判断是否满足油箱蒸发泄漏的检测条件，所述检测条件为：

T_α＜T＜T_β

其中，T_α、T_β分别为温度T的阈值，V_β分别为油位V的阈值，在上述阈值范围内，对于检测时压力的变化最明显，也最有利于提高检测结果的有效性；

S3，若满足检测条件，则关闭碳罐清洗阀和碳罐通风阀，将燃油蒸发系统处于一个封闭的状态；

S4，设定检测时长t，满足检测时长后读取油箱内状态参数T、P、V、RVP，以及从整车控制器输出的海拔信息H和行驶里程S；并将上述参数(T、P、V、RVP、H、S)输入标定函数D＝f(V,P,T,RVP)+ε，从而得到泄漏孔半径D的函数关系式：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH；根据泄漏孔半径D的函数关系式实现对车载燃油的泄漏检测。

进一步，确定最终油位V的方法为：测定油箱内多个位置的油位V₁、V₂、...、V_n，通过计算油位的离差平方和E，

E＝(V₁-V)²+(V₂-V)²+....+(V_n-V)²

当E最小时，获得最终油位V；避免因为车辆在运动过程中油液晃动产生的误差。

进一步，所述RVP信息的获取方式为：根据不同型号燃油对应的RVP值与温度T的关系曲线，获得油箱当前温度T的RVP值。

进一步，获得所述泄漏孔半径D的函数关系式的方法为：

在密封参考油箱上安装参考孔组，获取在不同的标准参考孔，改变温度T、油位V、海拔高度H、行驶里程S和参考孔组尺寸D，获得的多组(T、P、V、RVP、D、H、S)数据；

将(T、P、V、RVP)作为主要影响作用量，对(T、P、V、RVP、D)采用最小二乘法拟合出函数D＝f(T,P,V，RVP)；同时引入实验误差系数ε，将(H、S)作为次要影响作用量，对(H、S)进行线性回归，拟合出关系式ε＝αS+βH；

最终获得泄漏孔半径D的函数关系式为：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH。

一种车载燃油泄漏检测系统，包括油箱，所述油箱连接碳罐，在所述油箱内装有传感器组件，传感器组件将所采集的油箱内部状态参数输入电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据泄漏孔半径D的函数关系式测定油箱的泄漏情况，从而对控制碳罐清洗阀、碳罐通气阀的工作；

进一步，所述传感器组件包括油箱内部设置的若干个液位传感器、温度传感器和压力传感器；

本发明的有益效果：

由于燃油RVP直接影响了燃油的挥发性，对检测时封闭空间内所建立的压力也有影响，是燃油蒸发泄漏检测的主要影响因素之一；所以本发明所提出了一种车载燃油蒸发泄漏检测系统及方法，将系统压力P、油位V、温度T以及燃油RVP作为主要影响作用量，通过标定实验得到若干组有关泄漏孔径D、系统压力P、油位V、温度T以及燃油RVP的数据，利用最小二乘法对函数进行拟合，得到D＝f(P,T,V,RVP)，并引入了拟合误差系数ε，利用线性回归建立误差系数ε与次要影响作用量行驶里程S和海拔高度H之间的关系，拟合出实验误差系数ε＝αS+βH，综合考虑了RVP、H和S对油箱燃油泄漏的影响，从而提高拟本发明方法及检测系统的检测精准度。

除此之外，在处理传感器采集到的数据时，由于车辆处于运动状态，采集到的数据会产生持续的波动，对ECU的输出控制产生影响，基于上述问题，提出了一种处理控制方法，利用最小离差平方和理论求得精准的油箱油位V。

附图说明

图1是车载燃油泄漏检测方法流程图；

图2是车载燃油蒸发泄漏检测系统结构示意图；

图3是电器控制框图；

图4是标定实验装置；

图中，101、空气滤清器，102、1mm标准参考孔，103、0.5mm标准参考孔，104、0.2mm标准参考孔，105、电磁阀一，106、电磁阀二，107、电磁阀三，108、燃油，109、油箱，110、液位传感器，111、温度传感器，112、压力传感器，113、真空泵，114、碳罐，115、管道，116、密封参考油箱控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2、3所示的一种车载燃油泄漏检测系统，包括油箱109，包括油箱109，连接碳罐114，在油箱109内部装有传感器组件，装有传感器组件包括油箱109内不同位置安装的3个液位传感器110、温度传感器111和压力传感器112；分别用于采集油箱109内部的油位V₁、V₂、V₃、T和P。且3个液位传感器110、温度传感器111和压力传感器112分别连接电子控制单元ECU，将所采集的油位V₁、V₂、V₃、T和P输入到电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据内存的泄漏孔半径D的函数关系式测定油箱109的泄漏情况，从而对控制碳罐清洗阀、碳罐通气阀的工作。电子控制单元ECU还连接显示屏，对检测结果进行输出。

基于上述车载燃油泄漏检测系统，本发明还提出了如图1所示本发明所设计的一种车载燃油泄漏检测方法，包括如下步骤：

S1，通过3个液位传感器110测定油位V₁、V₂、V₃，避免因为车辆在运动过程中油液晃动产生的误差，设定最终油位V，最终油位V∈(min{V₁、V₂、V₃},max{V₁、V₂、V₃})，计算离差平方和E，E＝(V₁-V)²+(V₂-V)²+(V₃-V)²，当求出E_min时的油位V，为最终的油位。

通过温度传感器测量此时的油箱9温度T，并输入汽油型号和采集到的温度T至控制器中存储的map图，输出相应的RVP值，map图即不同型号汽油对应的RVP值与温度T的关系曲线。

S2，根据油箱109的最终油位V和温度T判断是否满足进行油箱蒸发泄漏检测条件，检测条件为：

T_α＜T＜T_β

其中，其中，T_α、T_β分别为温度T的阈值，V_β分别为油位V的阈值，；在本实施例中，选取T_α＝4℃，T_β＝35℃，V_β＝85％；，在上述阈值范围内，对于检测时压力的变化最明显，也最有利于提高检测结果的有效性。

S3，如不满足检测条件，则重复S 1和S 2；若满足检测条件，则电子控制单元ECU关闭碳罐清洗阀和碳罐通风阀，将燃油蒸发系统处于一个封闭的状态，形成密闭监测空间，同时开始计时。

S4，设置检测时长t，若满足检测时长，则读取油箱内状态参数T、P、V、RVP，以及从整车控制器输出的海拔信息H和行驶里程S。并将上述参数(T、P、V、RVP、H、S)输入标定函数D＝f(V,P,T,RVP)+ε，从而得到泄漏孔半径D的函数关系式：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH；根据泄漏孔半径D的函数关系式实现对车载燃油的泄漏检测。

然而，获得所述泄漏孔半径D的函数关系式的方法是，结合如图4所示的标定实验装置，标定实验装置包括油箱109、储存在油箱109中的燃油108，在油箱109中装有温度传感器111、压力传感器112、液位传感器110，油箱109连接碳罐114的管路上设置真空泵113，油箱109上通过管道115分别连接3根设有标准孔的测试管路，且在管路的末端连接空气滤清器101；3根测试管路上分别设有0.2mm标准参考孔104、0.5mm标准参考孔103和1mm标准参考孔102，还设有和与之配合的分别用于控制参0.2mm标准参考孔104通断的电磁阀三107、用于控制0.5mm标准参考孔103通断的电磁阀二106、用于控制1mm标准参考孔102通断的电磁阀一105。

采用该标定实验装置获取在不同的标准参考孔，改变温度T、油位V、海拔高度H、行驶里程S和参考孔组尺寸D，获得的多组(T、P、V、RVP、D、H、S)数据。

将(T、P、V、RVP)作为主要影响作用量，对(T、P、V、RVP、D)采用最小二乘法拟合出函数D＝f(T,P,V，RVP)；同时引入实验误差系数ε，将(H、S)作为次要影响作用量，对(H、S)进行线性回归，拟合出关系式ε＝αS+βH；

最终获得泄漏孔半径D的函数关系式为：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车载燃油泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，测定油箱(109)油位V和温度T；

S2，根据油箱(109)的最终油位V和温度T判断是否满足油箱蒸发泄漏的检测条件，所述检测条件为：

T_α＜T＜T_β

其中，其中，T_α、T_β分别为温度T的阈值，V_β分别为油位V的阈值；

S3，若满足检测条件，则关闭碳罐清洗阀和碳罐通风阀，将燃油蒸发系统处于一个封闭的状态；

S4，设定检测时长t，满足检测时长后读取油箱内状态参数T、P、V、RVP，以及从整车控制器输出的海拔信息H和行驶里程S；并将上述参数T、P、V、RVP、H、S输入标定函数D＝f(V,P,T,RVP)+ε，从而得到泄漏孔半径D的函数关系式：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH；根据泄漏孔半径D的函数关系式实现对车载燃油的泄漏检测。

2.根据权利要求1所述的一种车载燃油泄漏检测方法，其特征在于，确定最终油位V的方法为：测定油箱(109)内多个位置的油位V₁、V₂、...、V_n，通过计算油位的离差平方和E，

E＝(V₁-V)²+(V₂-V)²+....+(V_n-V)²

当E最小时，获得最终油位V。

3.根据权利要求1所述的一种车载燃油泄漏检测方法，其特征在于，所述RVP信息的获取方式为：根据不同型号燃油对应的RVP值与温度T的关系曲线，获得油箱(109)当前温度T的RVP值。

4.根据权利要求1所述的一种车载燃油泄漏检测方法，其特征在于，获得所述泄漏孔半径D的函数关系式的方法为：

在密封参考油箱上安装参考孔组，获取在不同的标准参考孔，改变温度T、油位V、海拔高度H、行驶里程S和参考孔组尺寸D，获得的多组T、P、V、RVP、D、H、S数据；

将T、P、V、RVP作为主要影响作用量，对T、P、V、RVP、D采用最小二乘法拟合出函数D＝f(T,P,V，RVP)；同时引入实验误差系数ε，将H、S作为次要影响作用量，对H、S进行线性回归，拟合出实验误差系数ε＝αS+βH；

最终获得泄漏孔半径D的函数关系式为：D＝f(T,P,V，RVP)+αS+βH。

5.一种基于权利要求1-4中任意一项权利要求所述的车载燃油泄漏检测方法的车载燃油泄漏检测系统，其特征在于，包括油箱(109)，所述油箱(109)连接碳罐(114)，在所述油箱(109)内装有传感器组件，传感器组件将所采集的油箱内部状态参数输入电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据泄漏孔半径D的函数关系式测定油箱(109)的泄漏情况，从而对控制碳罐清洗阀、碳罐通气阀的工作。

6.根据权利要求5所述的一种车载燃油泄漏检测系统，其特征在于，所述传感器组件包括油箱(109)内部设置的若干个液位传感器(110)、温度传感器(111)和压力传感器(112)。