CN111779587A - 双净化系统的故障诊断方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用检测燃料箱的压力的燃料箱压力传感器来诊断负压产生管路的故障情况的方法。该方法包括：当涡轮增压器执行增压操作并且净化阀操作时，检测由燃料箱压力传感器测量的燃料箱内的压力；当基于燃料箱的压力差计算的压力变化值超过基准值时，将当前情况诊断为发动机负压产生管路保持打开状态的故障情况；以及当诊断为故障情况时，输出故障情况的警告。

Description

双净化系统的故障诊断方法和系统
技术领域
本公开涉及一种双净化(dual purge)系统的故障诊断方法和系统，并且更特别地，涉及一种使用检测燃料箱的压力的燃料箱压力传感器来诊断负压产生管路的故障情况的方法和系统。
背景技术
当燃料箱中的燃料由于外热而蒸发时或在添加燃料期间，会产生蒸发气体(油气)。使用一种使用炭罐收集这种蒸发气体的方法，并且收集在炭罐中的蒸发气体通过净化系统与进气歧管中的空气混合，然后在燃烧室中燃烧。
同时，使用多点喷射(MPI)发动机需通过单个净化系统来符合关于蒸发气体的环境法规。然而，单个净化系统不能用于涡轮汽油直喷(GDI)发动机，因为在涡轮操作中进气歧管中产生正压。换言之，当涡轮增压器操作时，压缩空气流入到进气歧管中并且在进气歧管中产生正压，因此，使用现有的单个净化系统可能难以实现净化功能。
因此，最近，努力通过将双净化系统应用于涡轮GDI发动机以满足法规和商品性。换言之，安装当涡轮增压器操作时强制产生负压的装置，从而可以当产生发动机负压时在稳压罐中净化从炭罐排出的蒸发气体，并且当涡轮增压器操作时通过使用负压产生装置产生负压来将蒸发气体传送到燃烧室。
此外，这种负压产生装置包括与燃料箱上的燃料箱压力传感器分开的压力传感器，以使用由压力传感器测量的压力值来诊断负压产生装置的故障情况。然而，安装压力传感器来诊断负压产生装置中的故障，由此会产生安装压力传感器的额外费用。因此，需要一种在没有压力传感器的情况下诊断负压产生装置中的故障的设计。
上面提供作为本公开的相关技术的描述仅用于帮助理解本公开的背景，并且不应被解释为包括在本领域技术人员已知的现有技术中。
发明内容
本公开提供一种双净化系统的故障诊断方法和系统，该方法和系统能够使用测量燃料箱的压力的燃料箱压力传感器来诊断负压产生管路的故障情况。
鉴于上述方面，提供一种双净化系统的故障诊断方法，在该双净化系统中，发动机负压产生管路连接在净化阀和稳压罐的前端之间，再循环流动管路连接在涡轮增压器的前端和节流阀的前端之间，并且强制负压产生管路连接在净化阀与涡轮增压器的前端和再循环流动管路连接的部分之间，该双净化系统操作以选择性地在发动机负压产生管路和强制负压产生管路中的一个中净化收集在炭罐中的燃料箱的蒸发气体，该方法可以包括：当涡轮增压器执行增压操作并且净化阀操作时，检测由燃料箱压力传感器测量的燃料箱内的压力；当基于燃料箱的压力差计算的压力变化值超过基准值时，将当前情况诊断为发动机负压产生管路保持打开状态的故障情况；以及当诊断为故障情况时，输出故障情况的警告。
在第一故障诊断中，可以将当前情况诊断为设置在发动机负压产生管路中的第一止回阀保持打开状态的故障情况。可以将压力变化值计算为在净化操作期间测量的燃料箱的压力和在净化操作之前测量的燃料箱的压力差的每单位时间的变化值，并且可以基于涡轮增压器的增压压力确定基准值，该基准值可以是具有线性函数斜率增加特性的表值。
该方法可以进一步包括：当基于燃料箱的压力差计算的压力变化值包括在小于基准值的基准范围内时，将当前情况诊断为强制负压产生管路保持关闭状态的故障情况。
在第二故障诊断中，可以将当前情况诊断为设置在强制负压产生管路中的第二止回阀保持关闭状态的故障情况。另外，可以将当前情况诊断为连接在强制负压产生管路、再循环流动管路和涡轮增压器之间的喷射器保持关闭状态的故障状态。可以将压力变化值计算为在净化操作期间测量的燃料箱的压力和在净化操作之前测量的燃料箱的压力差的每单位时间的变化值，并且可以基于燃料箱中的燃料水平确定基准范围，该基准范围可以是包括0的预定范围。
鉴于上述方面，提供一种双净化系统的故障诊断系统，在该双净化系统中，发动机负压产生管路连接在净化阀和稳压罐的前端之间，再循环流动管路连接在涡轮增压器的前端和节流阀的前端之间，并且强制负压产生管路连接在净化阀与涡轮增压器的前端和再循环流动管路连接的部分之间，该双净化系统操作以选择性地在发动机负压产生管路和强制负压产生管路中的一个中净化收集在炭罐中的燃料箱的蒸发气体，该系统可以包括：输入单元，当涡轮增压器执行增压操作并且净化阀操作时由燃料箱压力传感器测量的燃料箱内的压力被输入到输入单元；计算单元，被配置成基于燃料箱的压力差来计算压力变化值；判断单元，被配置成当由计算单元计算的压力变化值超过基准值时，将当前情况诊断为发动机负压产生管路保持打开状态的故障情况；以及输出单元，被配置成当判断单元将当前情况诊断为故障情况时，输出故障情况的警告。
判断单元可以被配置成当压力变化值包括在小于基准值的基准范围内时，将当前情况诊断为强制负压产生管路保持关闭状态的故障情况。计算单元可以被配置成将压力变化值计算为在净化操作期间测量的燃料箱的压力和在净化操作之前测量的燃料箱的压力差的每单位时间的变化值。该系统可以进一步包括：设置单元，被配置成基于涡轮增压器的增压压力确定基准值，并且基于燃料箱内的燃料水平确定基准范围。
根据本公开，使用由燃料箱压力传感器测量的压力，可以诊断当涡轮增压器操作时负压产生管路的故障情况，从而可以去除现有技术中另外安装在负压产生管路中的压力传感器，因此降低了车辆的制造成本。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述和其它方面、特征及优点将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本公开的自动双净化系统的整体结构的示图；
图2是示出根据本公开的双净化系统的故障诊断系统的结构的示图；
图3是示出根据本公开的双净化系统的故障诊断方法的流程的示图；以及
图4是示出当第一止回阀和第二止回阀处于故障状态或正常状态时发生的燃料箱内的压力变化的示图。
具体实施方式
将理解的是，如本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种小船和大船的船舶，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其它替代燃料(例如，源自除石油以外的来源的燃料)车辆。
尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性步骤，但将理解的是，示例性步骤也可以通过一个或多个模块来执行。另外，将理解的是，术语“控制器/控制单元”指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储模块，并且处理器被具体配置成执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个步骤。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包括有”在本说明书中使用时说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何项目和所有组合。
除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所使用的，术语“约”被理解为在本领域的正常容差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非从上下文另外清楚，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。
此外，本公开的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、压缩光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在联接网络的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布式方式被存储并执行。
下文参照附图详细描述本公开的示例性实施例。图1是示出可以应用于本公开的自动双净化系统的示图，其中燃料箱压力传感器11可以被配置成测量燃料箱10内的压力。
此外，可以设置炭罐20以收集从燃料箱10排出的蒸发气体，并且炭罐20可以与净化阀30连接以净化收集在炭罐20中的蒸发气体。发动机负压产生管路40可以连接在净化阀30和稳压罐50的前端之间，因此，当发动机中产生负压时，从净化阀30流出的蒸发气体可以通过发动机负压产生管路40流入到稳压罐50中，从而可以净化蒸发气体。
另外，喷射器81可以设置在涡轮增压器90的前端，再循环流动管路80可以连接在喷射器81和节流阀60的前端之间，并且强制负压产生管路70可以连接在净化阀30和连接到涡轮增压器90的前端并连接到再循环流动管路80的喷射器81之间，因此，当发动机中产生正压时，从净化阀30流出的蒸发气体可以通过强制负压产生管路70流入到稳压罐50中，从而可以净化蒸发气体。第一止回阀41和第二止回阀71可以分别设置在发动机负压产生管路40和强制负压产生管路70中以防止蒸发气体回流。
换言之，当发动机中产生负压时，蒸发气体可以从炭罐20排出并且可以通过由发动机负压产生的吸力而流到净化阀30。净化阀30可以响应于来自控制器CLR的信号而操作，蒸发气体可以通过发动机负压产生管路40流入到稳压罐50中，从而可以净化蒸发气体。
另一方面，当通过涡轮增压器90的操作而发动机中产生正压时，空气可以通过再循环流动管路80和喷射器81循环，从而可以在强制负压产生管路70中产生负压。因此，当净化阀30响应于来自控制器CLR的信号而操作时，蒸发气体可以通过强制负压产生管路70流入到稳压罐50中，因此，可以净化蒸发气体。另外，在本公开的双净化系统诊断中，可以基于燃料箱10的压力变化来诊断发动机负压产生管路40和强制负压产生管路70的故障情况。
参照图2和图3，双净化系统的故障诊断方法可以包括：当涡轮增压器90执行增压操作并且净化阀30操作时，控制器CLR检测由燃料箱压力传感器11测量的燃料箱10内的压力；当基于燃料箱10的压力差计算的压力变化值超过基准值时，控制器将当前情况诊断为发动机负压产生管路40保持打开状态的故障情况(例如，检测到故障)(例如，第一故障诊断)；以及控制器响应于检测到故障而输出故障情况的警告。
根据本公开的示例性实施例的控制器可以通过非易失性存储器(未示出)和处理器(未示出)来实施，非易失性存储器(未示出)被配置成存储关于用于执行车辆的各种组件的操作的算法或用于执行算法的软件命令的数据，处理器(未示出)被配置成使用存储在存储器中的数据执行以下将描述的操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。可选地，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以被实施为一个或多个处理器。
此外，在第一故障诊断步骤中，可以将当前情况诊断为设置在发动机负压产生管路40中的第一止回阀41保持打开状态的故障情况。换言之，当在涡轮增压器90执行增压操作期间净化阀30操作时，蒸发气体流入到强制负压产生管路70中，因此，发动机负压产生管路40应关闭。
然而，当发动机负压产生管路40由于第一止回阀41的故障(例如，失灵、不起作用、错误)等而未关闭并且保持打开状态时，由涡轮增压器90增压的过量供应空气可以流入到燃烧室中并流回到发动机负压产生管路40中，导致燃料箱10内的压力增加。因此，当第一止回阀41保持打开状态时，如图4所示，燃料箱10内的压力变化值高于基准值，因此，可以将当前情况诊断为第一止回阀的故障情况，并且可以向驾驶员输出关于该故障情况的警告。换言之，警告可以被输出并显示在车辆内的仪表板上。
此外，燃料箱10的压力变化值(或压力变化率)可以被计算为在净化操作期间测量的燃料箱10的压力和在净化操作之前测量的燃料箱10的压力差的每单位时间的变化值。换言之，在净化操作期间测量的燃料箱10的压力是当前测量的燃料箱10的压力值，在净化操作之前测量的燃料箱10的压力是初始压力值，这可以表示为以下公式。
燃料箱的压力变化值＝(燃料箱的当前压力值-初始压力值)/单位时间
与燃料箱10的压力变化值比较的基准值是可以基于涡轮增压器90的增压压力确定的值，该值可以是具有线性函数斜率增加特性的表值(table value)。
该方法可以进一步包括：当基于燃料箱10的压力差计算的压力变化值包括在小于基准值的基准范围内时，将当前情况诊断为强制负压产生管路70保持关闭状态的故障情况(例如，第二故障诊断)。
在第二故障诊断步骤中，可以将当前情况诊断为设置在强制负压产生管路70中的第二止回阀71保持关闭状态的故障情况或连接在强制负压产生管路70、再循环流动管路80和涡轮增压器90的前端之间的喷射器81保持关闭状态的故障情况。换言之，当在涡轮增压器90的增压操作期间净化阀30操作时，蒸发气体可以流入到强制负压产生管路70中，因此，强制负压产生管路70应打开。
然而，当强制负压产生管路70由于第二止回阀71或喷射器81的故障而未打开并且保持关闭状态时，强制负压产生管路70中不产生负压，因此，炭罐20中的蒸发气体不能被吸出并且燃料箱10的压力不变。因此，当第二止回阀71或喷射器81保持关闭状态时，如图4所示，燃料箱10内的压力变化值在包括0的基准范围内，因此，可以将当前情况诊断为第二止回阀71或喷射器81的故障情况，并且可以向驾驶员输出关于该故障情况的警告。
当第二止回阀71或喷射器81处于正常状态时，强制负压产生管路70中产生负压，因此，燃料箱10的压力变化值可以表示为负值。特别地，可以将燃料箱10的压力变化值计算为在净化操作期间测量的燃料箱10的压力和在净化操作之前测量的燃料箱10的压力差的每单位时间的变化值。换言之，在净化操作期间测量的燃料箱10的压力是当前测量的燃料箱10的压力值，在净化操作之前测量的燃料箱10的压力是初始压力值，这可以表示为以下公式。
燃料箱的压力变化值＝(燃料箱的当前压力值-初始压力值)/单位时间
与燃料箱10的压力变化值比较的基准范围可以基于燃料箱10内的燃料水平确定，该基准范围可以是包括0的表值。
此外，图2是示出根据本公开的双净化系统的故障诊断系统的结构的示图，该系统可以包括输入单元100、计算单元110、判断单元120和输出单元130，输入单元100、计算单元110、判断单元120和输出单元130可以是控制器CLR中包括的组件。换言之，这些单元可以由控制器操作。
参照图2，当涡轮增压器90执行增压操作并且净化阀30操作时，由燃料箱压力传感器11测量的燃料箱10内的压力可以被输入到输入单元100。计算单元110可以被配置成基于燃料箱10的压力差计算压力变化值。例如，压力变化值可以被计算为在净化操作期间测量的燃料箱10的压力和在净化操作之前测量的燃料箱10的压力差的每单位时间的变化值。
此外，判断单元120可以被配置成当由计算单元110计算的压力变化值超过基准值时，将当前情况诊断或检测为发动机负压产生管路40保持打开状态的故障情况。判断单元120还可以被配置成当压力变化值包括在小于基准值的基准范围内时，将当前情况诊断为强制负压产生管路70保持关闭状态的故障情况。当判断单元120将当前情况诊断为故障情况时，输出单元130可以被配置成输出故障情况的警告。
该系统可以进一步包括设置单元140，该设置单元140被配置成基于涡轮增压器90的增压压力确定基准值，并且基于燃料箱10中的燃料水平确定基准范围。下面参照图2和图3描述根据本公开的双净化系统的故障诊断。首先，在净化阀30操作之前，可以通过燃料箱压力传感器11测量燃料箱10的压力并存储燃料箱10的压力(S10)。
当涡轮增压器90开始增压(S20)时，可以判断在涡轮增压器90的增压操作过程中净化阀30是否操作(S30)，当净化阀30操作并且经过A秒时，可以测量并存储此时燃料箱10的压力(S40)。可以基于在步骤S10中测量的燃料箱10的初始压力和在步骤S40中测量的当前压力之间的A秒期间的差值来计算燃料箱10的压力变化值(S50)。
此外，可以基于诸如涡轮增压器90的增压压力、燃料水平、冷却水温度和大气压力的因素来设置与压力变化值对应的基准值和基准范围。另外，可以判断压力变化值是否超过基准值(S60)，并且当根据判断结果，压力变化值超过基准值时，可以将当前情况诊断为第一止回阀41保持打开状态的故障情况(S70)，并且可以通过仪表板向驾驶员警告故障情况(S80)。
另一方面，当压力变化值不超过基准值时，可以诊断第一止回阀41处于正常情况(S90)。此外，判断压力变化值是否在基准范围内(S100)，并且当作为判断结果，压力变化值在基准范围内时，可以将当前情况诊断为第二止回阀71或喷射器81保持关闭状态的故障情况(S110)，并且可以通过仪表板向驾驶员警告故障情况(S120)。另一方面，当压力变化值超出基准范围时，可以诊断第二止回阀71和喷射器81处于正常情况(例如，没有故障)(S130)。
如上所述，本公开可以当燃料箱10内的压力变化值大于基准值时，将当前情况诊断为第一止回阀41的故障情况，并且当燃料箱10内的压力变化值包括在基准范围内时，将当前情况诊断为第二止回阀71或喷射器81的故障情况。因此，使用用于测量燃料箱10内的压力的燃料箱压力传感器11，可以诊断当涡轮增压器90操作时负压产生管路的故障情况，从而可以去除现有技术中另外安装在负压产生管路中的压力传感器，因此也降低了车辆的制造成本。
另一方面，尽管已经参照详细的示例性实施例描述了本公开，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式改变和修改本公开，并且应注意的是，这些改变和修改包括在权利要求书中。

Claims (11)

1.一种双净化系统的故障诊断方法，包括：
当涡轮增压器执行增压操作并且净化阀操作时，控制器检测由燃料箱压力传感器测量的燃料箱内的压力；
当基于所述燃料箱的压力计算的压力变化值超过基准值时，所述控制器将当前情况诊断为连接在所述净化阀和稳压罐的前端之间的发动机负压产生管路保持打开状态的故障情况；以及
当诊断为故障情况时，所述控制器输出故障情况的警告，
其中再循环流动管路连接在所述涡轮增压器的前端和节流阀的前端之间，并且强制负压产生管路连接在所述净化阀与所述涡轮增压器的前端和所述再循环流动管路连接的部分之间，所述双净化系统操作以选择性地在所述发动机负压产生管路和所述强制负压产生管路中的一个中净化收集在炭罐中的蒸发气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
将所述当前情况诊断为设置在所述发动机负压产生管路中的第一止回阀保持打开状态的故障情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
将所述压力变化值计算为在净化操作期间测量的所述燃料箱的压力和在净化操作之前测量的所述燃料箱的压力差的每单位时间的变化值，并且基于所述涡轮增压器的增压压力确定所述基准值，所述基准值是具有线性函数斜率增加特性的表值。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当基于所述燃料箱的压力差计算的所述压力变化值包括在小于所述基准值的基准范围内时，所述控制器将所述当前情况诊断为所述强制负压产生管路保持关闭状态的故障情况。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
将所述当前情况诊断为设置在所述强制负压产生管路中的第二止回阀保持关闭状态的故障情况。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，
将所述当前情况诊断为连接在所述强制负压产生管路、所述再循环流动管路和所述涡轮增压器之间的喷射器保持关闭状态的故障状态。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，
将所述压力变化值计算为在净化操作期间测量的所述燃料箱的压力和在净化操作之前测量的所述燃料箱的压力差的每单位时间的变化值，并且基于所述燃料箱内的燃料水平确定所述基准范围，所述基准范围是包括0的预定范围。
8.一种双净化系统的故障诊断系统，在所述双净化系统中，发动机负压产生管路连接在净化阀和稳压罐的前端之间，再循环流动管路连接在涡轮增压器的前端和节流阀的前端之间，并且强制负压产生管路连接在所述净化阀与所述涡轮增压器的前端和所述再循环流动管路连接的部分之间，从而控制以将收集在炭罐中的燃料箱的蒸发气体选择性地在所述发动机负压产生管路和所述强制负压产生管路中的一个中净化，所述系统包括：
输入单元，当所述涡轮增压器执行增压操作并且所述净化阀操作时，由燃料箱压力传感器测量的所述燃料箱内的压力被输入到所述输入单元；
计算单元，基于所述燃料箱的压力来计算压力变化值；
判断单元，当由所述计算单元计算的所述压力变化值超过基准值时，将当前情况诊断为所述发动机负压产生管路保持打开状态的故障情况；以及
输出单元，当所述判断单元将所述当前情况诊断为故障情况时，输出故障情况的警告。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，
当所述压力变化值包括在小于所述基准值的基准范围内时，所述判断单元将所述当前情况诊断为所述强制负压产生管路保持关闭状态的故障情况。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，
所述计算单元将所述压力变化值计算为在净化操作期间测量的所述燃料箱的压力和在净化操作之前测量的所述燃料箱的压力差的每单位时间的变化值。
11.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：
设置单元，基于所述涡轮增压器的增压压力确定所述基准值，并且基于所述燃料箱内的燃料水平确定所述基准范围。
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