CN110318898A - 泄漏诊断装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泄漏诊断装置及方法，所述泄漏诊断装置包括油箱和组件容腔，所述油箱内设置有压力传感器，所述组件容腔包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中。本发明提供一种泄漏诊断装置及方法，通过组件容腔的腔体与压气隔板实现油箱压力的变化，压气隔板将特定体积的腔体内的气体排入油箱中，结构稳定可得到确定的充气次数，具有较高的可靠度，从而减少了诊断方法的复杂度。

Description

泄漏诊断装置及方法

技术领域

本发明涉及机动车领域，尤其涉及一种泄漏诊断装置及方法。

背景技术

随着国民经济水平的提升，机动车的应用越来越普及，但随之而来的是严重的排放污染问题。除了机动车尾气的排放污染，机动车的蒸发系统的泄漏污染也不可忽视，蒸发系统包括油箱及与之相连的管路。因此，“国六”法规对蒸发系统的泄漏也提出了诊断要求，可能将于2020年开始实施，相关法规要求，若蒸发系统中存在大于或等于1mm的泄漏时，车载诊断(OBD，On Board Diagnostic)系统需诊断出来并报告出泄漏故障。

现有技术中应用较为广泛的几种诊断方案有真空衰减、EONV、LDP、ELCM、以及克莱斯勒的NVLD和ESIM。然而，由于车辆自身特点的变化以及由此引起的蒸发系统结构的变化，现有的诊断方案都表现出了各自的缺陷，其中采用的真空衰减法只能在怠速或低速平稳行驶时诊断，受油气蒸发的影响，该法无法实现0.5mm泄漏的诊断，ELCM诊断时从蒸发系统内抽气。对于配置了油箱密闭阀的HEV，尤其是PHEV，密闭阀通常是关闭的，油箱内油气比重较大，但诊断时通常会打开油箱密闭阀，因此诊断对碳罐的负荷影响较大。若应用这些方法进行诊断，在碳罐冲洗的算法中需考虑这一影响，这可能会使碳罐冲洗算法更复杂。LDP诊断要求泵在停转时具有密封性，否则需要另外设计密封结构。NVLD和ESIM对机械阀的要求较高，随着使用时间增长，其稳定性不一定可靠。EONV诊断利用发动机停机时燃油温度自然变化而引起的燃油蒸汽压变化效应来实现诊断。但由于油品的多样性，以及蒸汽压变化的复杂性，这些诊断方法不一定可靠，对于HEV或PHEV车辆，由于发动机工作时间不多，停机时燃油温度可能和环境温度一致，这会使得EONV诊断的诊断条件不能满足。另外，EONV的诊断时间较长，诊断时间内几乎都要控制电磁阀使蒸发系统密闭，这会消耗更多的电量。

因此，如何提供一种较佳的泄漏诊断方式是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泄漏诊断装置及方法，解决现有技术中泄漏诊断方式不佳的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种泄漏诊断装置，所述泄漏诊断装置包括油箱和组件容腔，所述油箱内设置有压力传感器，所述组件容腔包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中。

可选的，在所述泄漏诊断装置中，所述腔体具有第一极限位置以及与所述第一极限位置相对的第二极限位置，所述压气隔板在所述第一极限位置与所述第二极限位置之间往返。

可选的，在所述泄漏诊断装置中，所述压气隔板通过直线电机带动往返。

可选的，在所述泄漏诊断装置中，所述电机设置有限位开关。

可选的，在所述泄漏诊断装置中，所述充气通道通过碳罐连接到所述油箱。

本申请还提供一种泄漏诊断方法，所述泄漏诊断方法：

读取油箱的剩余油量和初始压力；

通过组件容腔对所述油箱进行充气，所述组件容腔包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过单次往返移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中，读取充气后的压力值。

可选的，在所述泄漏诊断方法中，还包括：监测所述压气隔板移动的时间。

可选的，在所述泄漏诊断方法中，所述组件容腔进行的充气诊断包括：设定充气次数N，测量第N-1次充气后的压力值和第N次充气后的压力值；或者，设定阈值，得到充气次数M，测量第M次充气后的压力值。

可选的，在所述泄漏诊断方法中，还包括：监测标定时间内的压力衰减。

可选的，在所述泄漏诊断方法中，诊断条件还包括停机时间和温度。

本发明提供一种泄漏诊断装置及方法，通过组件容腔的腔体与压气隔板实现油箱压力的变化，压气隔板将特定体积的腔体内的气体排入油箱中，结构稳定可得到确定的充气次数，具有较高的可靠度，从而减少了诊断方法的复杂度。

附图说明

图1为本发明的实施例的泄漏诊断装置的示意图；

图2为本发明的实施例一的诊断逻辑图；

图3为本发明的实施例二的诊断逻辑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如图1所示，本实施例提供一种泄漏诊断装置，所述泄漏诊断装置包括油箱1和组件容腔，所述油箱1内设置有压力传感器2，所述组件容腔包括腔体11以及设置在所述腔体11内的压气隔板9，所述腔体11包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱1，通过移动所述压力隔板9将所述腔体11内的气体经所述充气通道排入所述油箱1中。

继续参考图1所示，所述腔体11具有第一极限位置以及与所述第一极限位置相对的第二极限位置，所述压气隔板9在所述第一极限位置与所述第二极限位置之间往返，即第一极限位置位于腔体11靠近充气通道一侧，第二极限位置位于腔体11内远离充气通道一侧，以实现充气的作用，可以理解的是，腔体11具有进气通道，即单向阀10b所在的通道为进气通道，组件容腔可通过单向阀门以及三通阀等阀门进行控制，例如在充气通道可设置单向阀10a以及通过三通阀6实现三路连接。为了对碳罐3进行清洁，可通过设置与碳罐2相连接碳罐冲洗阀(CPV)4来实现，防止碳罐3积碳，并通过与碳罐冲洗阀4连接节气门5排出。

可选的，所述压气隔板9通过直线电机8带动往返，可通过直线电机8的推杆进行推动。

为了进行防护，所述电机设置有限位开关，在电机的行程超过限位时，触发限位开关，限位开关可以是触发点例如发生电性连接而实现的触发功能，可实现电机的自动停止，保护电机及相关设备。

继续参考图1所示，所述充气通道通过碳罐3连接到所述油箱1。在不进行蒸发系统的泄漏诊断时，即油箱及与之相连的管路组成的蒸发系统，三通阀6处于关闭状态，三通阀6可选用二位三通阀。此时，三通阀6可将碳罐3和空气滤清器7接通起来。当燃油蒸发强度较高时，油箱1内空气和燃油蒸汽的混合气将流经碳罐3接通的空气滤清器7进入大气，可保证蒸发系统压力不会过高，当混合气流经碳罐3时，其中的燃油蒸汽将被碳罐3吸附。在初始状态，压气隔板9处于第一极限位置，如附图1中的最左端，此时组件容腔的腔体11内气体的体积ΔV等于0。当进行诊断时，两位三通阀打开，组件容腔可通过单向阀连接，将碳罐3和单向阀10a所在充气通道接通，蒸发系统此时处于密闭状态。可通过ECU读取液位传感器12的信号来确定可充气的最大次数，即油箱1内压力值达到极限。直线电机8运行可带动压气隔板9向右运动至极限位置。向右运动的过程中，单向阀10b打开，单向阀10a关闭，单向阀10a将组件容腔连接外界大气源。压气隔板9到达右极限位置，紧接着向左运动至左极限位置。向左运动的过程中，单向阀10a打开，单向阀10b关闭，组件向油箱所在的蒸发系统充气。直线电机8往返一次视为一个行程，每个行程内组件容腔充入蒸发系统的气体体积都是ΔV。若蒸发系统不存在泄漏，直线电机8在运行几个行程后，油箱1的压力将会达到一定正压。ECU可以通过监测油箱内压力传感器2的压力变化或者比对每一个行程结束后的油箱1的压力与模型计算值来诊断蒸发系统是否存在泄漏。

本发明还提供一种泄漏诊断方法，所述泄漏诊断方法包括：

步骤S10、确定诊断条件，读取油箱的剩余油量和初始压力；

步骤S20、进行充气诊断，通过组件容腔对所述油箱进行充气，读取充气后的压力值，所述组件容腔包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过往返移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中。

考虑到充气可能存在的故障，所述泄漏诊断方法还包括：停转诊断，监测所述压气隔板移动的时间，压气隔板从第一极限位置运行到第二极限位置所经历的时间应当不超过tb，当运行时间超过tb时则认为存在故障，例如电机停转，可报出电机故障并退出诊断。可以理解的是，停转诊断可以在任意时间段，可以是按设定时间间隔间歇性进行也可以在整个泄漏诊断过程中。

读取充气后的压力值与设定值比较时，比较方式包括：设定充气次数N，当充气次数完成后，蒸发系统的理念压力值刚好超过设定值，测量第N-1次充气后的压力值和第N次充气后的压力值；或者，设定阈值，得到充气次数M，测量第M次充气后的压力值，当在M＝g(n)次充气行程结束后，模型值与实际监测到的压力的差值都小于标定值时，则可认为蒸发系统不存在泄漏。

为了进一步的进行诊断，所述泄漏诊断方法还包括：进行衰减诊断，监测标定时间内的压力衰减，监测标定时间内的油箱压力衰减dP是否大于阈值，若大于则认为蒸发系统存在泄漏，若小于则认为蒸发系统应该不存在泄漏。当剩余油量较多时，计算出的充气次数将会较小，完成这些次数所用的时间也会很多，所用的时间越短，泄漏孔对油箱压力变化的影响也就越小。

为了得到更准确的结果，所述泄漏诊断方法还包括：读取停机时间和温度，在一定停机时间后，油箱温度应降至环境温度，通过停机时间和温度可用来校正泄漏诊断在不同条件下的差异。

在发动机停机后，燃油温度会发生变化，这种变化会引起燃油蒸汽压的变化。因此当发动机停机后，密闭蒸发系统。若蒸发系统不存在泄漏，那么此时系统内会产生真空或正压，可根据环境温度和剩余油量确定一个阈值C1。

下面采用诊断逻辑图通过具体的实施例结合泄漏诊断装置和泄漏诊断方法来详细的介绍本发明的内容。

实施例一

如图2所示，在S201步中，可通过ECU判断诊断条件是否满足。诊断条件包括停机时间达到标定值(达到该标定时间后油箱温度应降至环境温度)、剩余油量是否在15％-85％之间、环境温度是否过高等。若诊断条件满足，则打开三通阀6，再打开电机8(S202)。

S203步，可通过ECU读取剩余油量V0和初始压力值P0。

S204步，根据剩余油量确定充气次数n＝f(V0)，当充气次数完成后，蒸发系统的理论正压值刚好超过设定值，如取设定值为1200Pa。即当n-1次计算出的理论值小于1200Pa，但很接近时，那么就应当进行n次充气，在完成n次充气后，压力值将大于1200Pa。

进行初始化i(S205)、初始化t2(S206)。

逻辑中考虑了故障诊断，如电机的停转。当电机运转的指令发出后到推杆运行至下一个极限位置，所经历的时间应当不超过tb。当这一时间超过tb时则认为发生故障，电机出现停转，可报出电机故障并退出诊断。故障诊断参考S210步到S213步。

S208步，当电机到达极限位置时，电机设置限位开关进行防护，使电机实现自动停止。此时计数器i增加1次。

S209步，比较i和2n的大小。当i小于2n时，进入S214步，电机反转至相对的另一极限位置；当i等于2n时，关闭电机(S215)。由于初始时，推杆是从第一极限位置开始运行，如图1中的最左端。故当i等于2n后，推杆仍会回到第一极限位置，也就是回到最左端。

S216步，将油箱的压力变化值|PO-P|与阈值C2进行比较。阈值C2的计算如下：C2＝Pm-C22 (1)

其中，P为充气行程结束后测得的油箱压力值，C22由完成n次充气所用的时间以及诊断要求的泄漏孔径决定，Pm为通过模型计算出n次抽气(压气隔板n次往返)后系统将达到的正压值。

当压力变化小于C2时，则认为蒸发系统存在泄漏，此后关闭三通阀6(S217)，亮MIL灯(S218)，诊断结束。当压力变化大于C2则进入到S219步，进行正压衰减测试。当剩余油量较多时，计算出的n将很小。电机完成这几个行程所用的时间将很少，所用的时间越短，泄漏孔对油箱压力变化的影响就越小，通过正压衰减测试进一步的进行泄漏诊断。

正压衰减测试，监测标定时间内的油箱压力衰减dP是否大于阈值C3(S220)。若大于，则认为蒸发系统存在泄漏，关闭三通阀6(S217)，亮MIL灯(S218)，诊断结束。若dP小于阈值C3，则认为蒸发系统不存在泄漏，关闭三通阀(S221)，诊断结束。

本实施例中，考虑了电机故障的诊断，进行诊断时，对电机的要求并不高，只需要电机带动推杆在第一极限位置与第二极限位置之间往返即可。因此，通过故障诊断逻辑保证了泄漏诊断的准确性。在本实施例中，“左”和“右”的位置关系仅是结合附图为了方便表达而做的表述，仅作为参考位置描述运动方向，可以理解的是，在其它具体实施方式中第一极限位置与第二极限位置并不受到方位限制。

实施例二

本实施例既是对实施例一的补充。在每一次充气完成后，都将模型的计算值与实际监测到的压力值进行比较。当在g(n)次充气行程结束后，模型值与实际监测到的压力的差值都小于标定值时，则认为蒸发系统不存在泄漏，诊断完成。从而，本实施例相对上一个实施例可以缩短诊断时间。

如图3所示，本实施例的第一部分和上一个实施例相同，即到S308都可与实施例一相同，但在诊断逻辑和上一实施例并不完全不同，在诊断逻辑图中，S309步到S320步和上一实施例不同。当电机每到极限位置一次，计数器i会加1(S309)。实际上每个充气行程完成后，i都是偶数。

S314步，判断i是否为偶数。若i为偶数，则进入S315步。S315步，读取当前蒸发系统的压力值，也就是油箱的压力值，根据剩余油量和该压力值确定一个阈值C4。当判断出i是奇数，则直接进入到S320步。

S316步，判断本次充气行程结束和上次充气行程结束时的蒸发系统压力的差值是否大于阈值C4，若是，则进入S317步。在S317步计数器ei增加1。

S318步，比较ei和g(n)的大小。当ei＝g(n)时则诊断系统不存在泄漏，关闭三通阀，诊断结束。否则，进入到S320步。

S320步，判断计数器i是否小于2n，若是则进入S321步，电机反转。否则进入到S322步，下面即可进行正压衰减测试，此后可和上一实施例相同，不再赘述。

本发明提供一种泄漏诊断装置及方法，通过组件容腔的腔体与压气隔板实现油箱压力的变化，压气隔板将特定体积的腔体内的气体排入油箱中，结构稳定可得到确定的充气次数，具有较高的可靠度，从而减少了诊断方法的复杂度。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种泄漏诊断装置，其特征在于，所述泄漏诊断装置包括：

油箱，所述油箱内设置有压力传感器；

组件容腔，其包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中。

2.如权利要求1所述的泄漏诊断装置，其特征在于，所述腔体具有第一极限位置以及与所述第一极限位置相对的第二极限位置，所述压气隔板在所述第一极限位置与所述第二极限位置之间往返。

3.如权利要求2所述的泄漏诊断装置，其特征在于，所述压气隔板通过直线电机带动往返。

4.如权利要求3所述的泄漏诊断装置，其特征在于，所述电机设置有限位开关。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的泄漏诊断装置，其特征在于，所述充气通道通过碳罐连接到所述油箱。

6.一种泄漏诊断方法，其特征在于，所述泄漏诊断方法包括：

读取油箱的剩余油量和初始压力；

通过组件容腔对所述油箱进行充气，所述组件容腔包括腔体以及设置在所述腔体内的压气隔板，所述腔体包括充气通道，所述充气通道连接所述油箱，通过往返移动所述压气隔板将所述腔体内的气体经所述充气通道排入所述油箱中，读取充气后的压力值与设定值比较。

7.如权利要求6所述的泄漏诊断方法，其特征在于，所述泄漏诊断方法还包括：监测所述压气隔板移动的时间。

8.如权利要求6所述的泄漏诊断方法，其特征在于，比较方式包括：设定充气次数N，测量第N-1次充气后的压力值和第N次充气后的压力值；或者，设定阈值，得到充气次数M，测量第M次充气后的压力值。

9.如权利要求6-8中任意一项所述的泄漏诊断方法，其特征在于，所述泄漏诊断方法还包括：监测标定时间内的压力衰减。

10.如权利要求6-8中任意一项所述的泄漏诊断方法，其特征在于，所述泄漏诊断诊断方法还包括：读取停机时间和温度。