CN111103148A - 一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆 - Google Patents

一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆检测技术领域，公开了一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆，燃油蒸发系统包括油箱、活性碳罐、脱附控制阀、进气空滤、压力传感器和电子控制单元，活性碳罐上设置有进气端口、出气端口和大气端口，进气端口连通于油箱，脱附控制阀进气口连通于出气端口，出气口能够连通于车辆的进气系统，进气空滤连通于大气端口，脱附控制阀和压力传感器分别电连接于电子控制单元，压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，电子控制单元能够控制脱附控制阀关闭，并进行故障报警，堵塞检测方法用于控制上述燃油蒸发系统，车辆采用上述堵塞检测方法。在本发明中，通过强制关闭脱附控制阀，可以及时防止过真空现象进一步恶化。

Description

一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆。
背景技术
车辆中的发动机，由油箱系统进行供油，基于我国轻型车排放法规的要求，油箱系统需包含燃油蒸发控制系统来回收油箱系统内的燃油蒸汽，防止燃油蒸汽排放到大气当中污染环境。现有的燃油蒸发系统包括一个用于吸收油箱中产生的燃油蒸汽的活性碳罐，另外在活性碳罐与进气管相连接的管路中间还有一个脱附控制阀用于控制活性碳罐内吸附的燃油蒸汽的脱附过程。
在燃油蒸发系统运行过程中，活性碳罐的进气空滤被车轮甩贱的污泥等外界异物封死，发动机管理系统(EMS)控制脱附控制阀开启执行脱附过程时，发动机运行产生的负压会将燃油蒸发系统内的燃油蒸汽吸进发动机燃烧，此时，活性碳罐的进气空滤的进气口堵塞会使燃油蒸发系统内产生过量的真空，燃油蒸发系统的过度真空会导致油箱及活性碳罐被外界大气压瘪形变甚至损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃油蒸发系统、堵塞检测方法及车辆，能够及时检测出燃油蒸发系统的过真空现象和进气空滤堵塞故障，当检测到过真空现象和进气空滤堵塞故障时，能够及时中断脱附过程(关闭脱附控制阀)，并通知用户维修。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃油蒸发系统，包括：
油箱；
活性碳罐，所述活性碳罐上设置有进气端口、出气端口和大气端口，所述进气端口连通于所述油箱；
脱附控制阀，所述脱附控制阀进气口连通于所述出气端口，出气口能够连通于车辆的进气系统；
进气空滤，连通于所述大气端口；
压力传感器，能够检测所述燃油蒸发系统内的压力值；
电子控制单元，所述脱附控制阀和所述压力传感器分别电连接于所述电子控制单元，所述压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，所述电子控制单元能够控制所述脱附控制阀关闭，并进行故障报警。
作为优选，所述压力传感器设置于所述油箱、所述出气端口或所述大气端口上。
一种堵塞检测方法，用于控制上述的燃油蒸发系统，包括如下步骤：
步骤一、开启脱附控制；
步骤二、压力传感器检测燃油蒸发系统内的压力值，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，判定燃油蒸发系统处于过真空状态；
步骤三、记录此时脱附控制阀的开度为参考开度，控制压力过低计数器的数值加1，压力过低计时器开始计时；
步骤四、关闭脱附控制阀，中止脱附控制；
步骤五、当压力过低计数器的数值不低于报警值时，进行故障报警，否则，则进行下一步骤；
步骤六、在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，控制压力过低计时器的数值清零，恢复脱附控制。
作为优选，步骤六中，在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器检测到的压力值始终未恢复到第二限定值以上时，则调整压力过低计数器的数值至报警值后返回步骤五。
作为优选，步骤六中，恢复脱附控制后，在脱附控制阀开启且开度大于参考开度预设量的状态下，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，返回步骤三，否则，则控制压力过低计数器的数值减1后返回步骤一。
作为优选，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，置位燃油蒸发系统过真空现象标志，当压力传感器检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，复位压力过低现象标志。
作为优选，第一限定值由油箱、活性碳罐、脱附控制阀及燃油蒸发系统内的连接管路四者可承受最大真空度中的最小值确定。
作为优选，标定时长的取值范围为5-10秒。
作为优选，压力过低计数器的报警值的取值范围为8-12。
一种车辆，采用上述的堵塞检测方法对燃油蒸发系统进行检测。
本发明的有益效果：
本发明中，使用压力过低计数器对进气空滤的堵塞故障进行确认，可以提高故障检测的准确性，当压力过低计数器的数值超过报警值时才确认进气空滤堵塞故障，可以防止压力传感器信号的干扰导致的故障误报。
在本发明中，当检测到过真空现象后，立即强制关闭脱附控制阀中止脱附过程，可以及时防止燃油蒸发系统的过真空现象进一步恶化，并且当检测到过真空现象恢复后(即压力传感器的值上升到第二限定值以上)恢复脱附过程，可以及时恢复脱附过程，防止过真空现象的误报导致单个驾驶循环内脱附过程被抑制而使活性碳罐内的燃油蒸汽过度饱和。
此外，在恢复脱附控制后，脱附控制阀开启且开度大于参考开度预设量的状态下，压力传感器检测到的压力值仍未低于第一限定值时，复位压力过低现象标志，可以在进气空滤堵塞故障修复后及时清除故障标志，恢复正常脱附控制。
在极端情况下，燃油蒸发系统的进气空滤被严重堵塞，尽管在检测到过真空现象后及时关闭了脱附控制阀并中止脱附过程，但因为此时因进气空滤严重堵塞使整个燃油蒸发系统成为一个完全密封的系统，压力传感器的信号值仍维持在第二限定值以下，这种情况下，燃油蒸发系统的长时间过度真空容易导致油箱产生不可逆的形变、甚至损坏，因此本发明中设计了过真空计时器，当检测到燃油蒸发系统内出现连续长时间的过度真空时，使过真空计数器直接累加到报警值，及时确认进气空滤堵塞故障，从而可以及时通知驾驶员维修车辆，从而使得本发明可以在连续多次检测到压力过低现象或检测到长时间的压力过低现象时及时确认为进气空滤堵塞故障。
附图说明
图1是本发明实施例所述的一种燃油蒸发系统与进气系统相配合的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的另一种燃油蒸发系统与进气系统相配合的结构示意图；
图3是本发明实施例所述的再一种燃油蒸发系统与进气系统相配合的结构示意图；
图4是本发明实施例所述的堵塞检测方法的流程图。
图中：
1、油箱；2、活性碳罐；3、脱附控制阀；4、进气空滤；5、压力传感器；6、电子控制单元；
7、增压器；8、第一空气滤清器；9、中冷器；10、节气门；11、进气歧管；12、进气压力传感器；
13、第一单向阀；14、第二单向阀；15、文丘里管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-图3示，本发明提供了一种燃油蒸发系统，包括油箱1、活性碳罐2、脱附控制阀3、进气空滤4、压力传感器5和电子控制单元6(Electronic Control Unit，ECU)。其中，油箱1一侧连接有加油管，活性碳罐2用于收集并储存油箱1内蒸发出的燃油蒸汽，其上设置有进气端口、出气端口和大气端口，进气端口连通于油箱1，脱附控制阀3进气口连通于出气端口，出气口能够连通于车辆的进气系统，进气空滤4连通于大气端口，压力传感器5能够检测燃油蒸发系统内的压力值，脱附控制阀3和压力传感器5分别电连接于电子控制单元6，压力传感器5检测到的压力值低于第一限定值时，电子控制单元6能够控制脱附控制阀3关闭，并进行故障报警。
具体地，压力传感器5设置于油箱1、出气端口或大气端口上。
在本实施例中，脱附控制阀3可以是开关式控制方式的，也可以是周期脉冲控制方式。
与燃油蒸发系统相配合的进气系统包括增压器7、连通于增压器7的进气口的第一空气滤清器8、连通于增压器7的出气口的中冷器9、与中冷器9相连的节气门10，与节气门10相连的进气歧管11，进气歧管11上安装有进气压力传感器12，该进气压力传感器12连接于电子控制单元6。
脱附控制阀3的低负荷脱附端上装有第一单向阀13，并通过真空管路连接到进气歧管11。脱附控制阀3的高负荷脱附端上装有第二单向阀14，并通过真空管路连接到文丘里管15的脱附端口，文丘里管15的高压进气口通过真空管路连通到中冷器9与节气门10之间的管路上，文丘里管15的出气口通过真空管连通于增压器7和第一空气滤清器8之间的管路上。在发动机的非增压工况下，电子控制单元6控制脱附控制阀3打开，进气歧管11产生的真空通过真空管路将活性碳罐2内的燃油蒸汽吸进发动机内燃烧，该过程称为低负荷脱附过程；在发动机的增压工况下，电子控制单元6控制脱附控制阀3打开，文丘里管15产生的真空通过真空管路将活性碳罐2内的燃油蒸汽吸进发动机内燃烧，该过程称为高负荷脱附过程。
如图4所示，本发明还提供了一种堵塞检测方法，用于控制上述的燃油蒸发系统，包括如下步骤：
步骤一、开启脱附控制。
在此步骤中，当燃油蒸发系统无压力传感器5过高、过低及不可信故障时，活性碳罐2进气空滤4堵塞故障检测使能。
步骤二、压力传感器5检测燃油蒸发系统内的压力值，当压力传感器5检测到的压力值低于第一限定值时，判定燃油蒸发系统处于过真空状态。
在此步骤中，当压力传感器5检测到的压力值低于第一限定值时，置位燃油蒸发系统过真空现象标志。
步骤三、记录此时脱附控制阀3的开度为参考开度，控制压力过低计数器的数值加1，压力过低计时器开始计时。
在此步骤中，通过压力过低计时器记录压力过低现象的持续时间。
步骤四、关闭脱附控制阀3，中止脱附控制。
在此步骤中，强制关闭脱附控制阀3，避免对活性碳罐2等部件的损害。
步骤五、当压力过低计数器的数值不低于报警值时，进行故障报警，否则，则进行下一步骤。
在此步骤中，压力过低计数器的报警值的取值范围为8-12，在本实施例中取值为10，当压力过低计数器的值不低于报警值时，则确认检测到进气空滤4堵塞故障，置位进气空滤4堵塞故障标志，向用户发出故障警报。
步骤六、在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器5检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，控制压力过低计时器的数值清零，恢复脱附控制。
在此步骤中，当压力传感器5检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，复位压力过低现象标志。具体地，在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器5检测到的压力值始终未恢复到第二限定值以上时，则调整压力过低计数器的数值至报警值后返回步骤五。更为具体地，恢复脱附控制后，在脱附控制阀3开启且开度大于参考开度预设量的状态下，当压力传感器5检测到的压力值低于第一限定值时，返回步骤三，否则，则控制压力过低计数器的数值减1后返回步骤一。在本实施例中，标定时长的取值范围为5-10秒。
在本实施例的堵塞检测方法中，第一限定值由油箱1、活性碳罐2、脱附控制阀3及燃油蒸发系统内的连接管路四者可承受最大真空度中的最小值确定。根据脱附控制阀3关闭时的压力传感器5的压力值Pamb，和燃油蒸发系统的耐压值△P(如在燃油蒸发系统内的连接管路可承受最大真空度，脱附控制阀3可承受最大真空度，活性碳罐2可承受最大真空度及油箱1可承受最大真空度的最小值基础上留出一定裕度)。在本发明的一个实施例中，第一限定值Pthd1可取值Pamb-Pthd1∈[3.5kPa,5kPa]；第二限定值Pthd2可取值Pthd2-Pthd1∈[1kPa,2kPa]。
本发明还提供了一种车辆，采用上述的堵塞检测方法对燃油蒸发系统进行检测。
本发明中，使用压力过低计数器对进气空滤4的堵塞故障进行确认，可以提高故障检测的准确性，当压力过低计数器的数值超过报警值时才确认进气空滤4堵塞故障，可以防止压力传感器5信号的干扰导致的故障误报。
在本发明中，当检测到过真空现象后，立即强制关闭脱附控制阀3中止脱附过程，可以及时防止燃油蒸发系统的过真空现象进一步恶化，并且当检测到过真空现象恢复后(即压力传感器5的值上升到第二限定值以上)恢复脱附过程，可以及时恢复脱附过程，防止过真空现象的误报导致单个驾驶循环内脱附过程被抑制而使活性碳罐2内的燃油蒸汽过度饱和。
此外，在恢复脱附控制后，脱附控制阀3开启且开度大于参考开度预设量的状态下，压力传感器5检测到的压力值仍未低于第一限定值时，复位压力过低现象标志，可以在进气空滤4堵塞故障修复后及时清除故障标志，恢复正常脱附控制。
在极端情况下，燃油蒸发系统的进气空滤4被严重堵塞，尽管在检测到过真空现象后及时关闭了脱附控制阀3并中止脱附过程，但因为此时因进气空滤4严重堵塞使整个燃油蒸发系统成为一个完全密封的系统，压力传感器5的信号值仍维持在第二限定值以下，这种情况下，燃油蒸发系统的长时间过度真空容易导致油箱1产生不可逆的形变、甚至损坏，因此本发明中设计了过真空计时器，当检测到燃油蒸发系统内出现连续长时间的过度真空时，使过真空计数器直接累加到报警值，及时确认进气空滤4堵塞故障，从而可以及时通知驾驶员维修车辆，从而使得本发明可以在连续多次检测到压力过低现象或检测到长时间的压力过低现象时及时确认为进气空滤4堵塞故障。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃油蒸发系统，其特征在于，包括：
油箱；
活性碳罐，所述活性碳罐上设置有进气端口、出气端口和大气端口，所述进气端口连通于所述油箱；
脱附控制阀，所述脱附控制阀进气口连通于所述出气端口，出气口能够连通于车辆的进气系统；
进气空滤，连通于所述大气端口；
压力传感器，能够检测所述燃油蒸发系统内的压力值；
电子控制单元，所述脱附控制阀和所述压力传感器分别电连接于所述电子控制单元，所述压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，所述电子控制单元能够控制所述脱附控制阀关闭，并进行故障报警。
2.根据权利要求1所述的燃油蒸发系统，其特征在于，所述压力传感器设置于所述油箱、所述出气端口或所述大气端口上。
3.一种堵塞检测方法，其特征在于，用于控制权利要求1或2所述的燃油蒸发系统，包括如下步骤：
步骤一、开启脱附控制；
步骤二、压力传感器检测燃油蒸发系统内的压力值，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，判定燃油蒸发系统处于过真空状态；
步骤三、记录此时脱附控制阀的开度为参考开度，控制压力过低计数器的数值加1，压力过低计时器开始计时；
步骤四、关闭脱附控制阀，中止脱附控制；
步骤五、当压力过低计数器的数值不低于报警值时，进行故障报警，否则，则进行下一步骤；
步骤六、在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，控制压力过低计时器的数值清零，恢复脱附控制。
4.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，步骤六中，在中止脱附控制后的标定时长内，压力传感器检测到的压力值始终未恢复到第二限定值以上时，则调整压力过低计数器的数值至报警值后返回步骤五。
5.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，步骤六中，恢复脱附控制后，在脱附控制阀开启且开度大于参考开度预设量的状态下，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，返回步骤三，否则，则控制压力过低计数器的数值减1后返回步骤一。
6.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，当压力传感器检测到的压力值低于第一限定值时，置位燃油蒸发系统过真空现象标志，当压力传感器检测到的压力值恢复到第二限定值以上时，复位压力过低现象标志。
7.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，第一限定值由油箱、活性碳罐、脱附控制阀及燃油蒸发系统内的连接管路四者可承受最大真空度中的最小值确定。
8.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，标定时长的取值范围为5-10秒。
9.根据权利要求3所述的堵塞检测方法，其特征在于，压力过低计数器的报警值的取值范围为8-12。
10.一种车辆，其特征在于，采用权利要求3-9任一所述的堵塞检测方法对燃油蒸发系统进行检测。
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