CN111997770B - 车载泄漏诊断装置及燃油蒸发控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载泄漏诊断装置及燃油蒸发控制系统，该车载泄漏诊断装置包括上端盖、增压泵组件、阀体、下端盖、滑动浮子和微型弹簧，上端盖上设有第一管接头，阀体上设有第二管接头；未得电时，增压泵组件不工作，气流从第一管接头进入，直接流入第二管接头的通路中，炭罐和灰滤器直接连通，这样燃油蒸发控制系统的通气压降较小；得电后，经增压泵压缩后的气流进入燃油蒸发控制系统内，因增压泵输出流量为恒定值，燃油蒸发系统内到达设定压力时所需要的时间为测试值，因此可以预先设定标准孔连接空油箱所到达一定压力时所用的时间为基准值；如果测试值大于基准值，则ECU判断该系统泄漏，否则判断该系统不泄漏。

Description

车载泄漏诊断装置及燃油蒸发控制系统

技术领域

本发明涉及车辆燃油蒸汽泄漏诊断技术领域，尤其是涉及一种车载泄漏诊断装置及燃油蒸发控制系统。

背景技术

燃油蒸发控制系统通常由油箱总成、炭罐总成、灰滤器、炭罐脱附控制阀及其连接管路构成。如果燃油蒸发控制系统中任一零件出现泄漏，都会造成环境被污染。因此新出台的排放法规已经明确要求配备车载自动诊断系统(OBD)，以识别可能的泄漏并发出信号，进而将相应的数据提供给车载存储器用于工厂执行离线诊断。

现有技术中公开了一种车辆燃料箱所用的泄漏探测系统，可在发动机关闭时利用油箱内自然真空引起压力信号变化来诊断燃油系统是否有泄漏。尽管该系统检测成本低，但只能在普通燃油车上使用，对于采用油箱隔离阀将油箱总成和燃油蒸发控制系统分离开的PHEV车型(插电式混合动力汽车)，由于无法利用油箱内的自然真空，因此不可使用该系统。

现有技术中还公开了用于机动车燃油系统密封性检测的装置，该装置由叶片泵、电磁换向阀和参考孔板等结构组成，标定的逻辑是通过对比叶片泵穿过燃油系统与穿过参考孔板的电压电流特征来判断燃油系统是否发生泄漏。由于该装置结构复杂、成本较高，因此适用范围小。

现有技术中还公开了一种通用型车载燃油系统泄漏检测装置，该装置包括设有主动膜片的膜片泵、双向通气阀，以及设在双向通气阀内用于测量燃油系统压力的压力传感器。但是该装置的膜片泵包括电机、与电机同轴转动的减速齿轮、与减速齿轮啮合的凸轮组件。虽然可达到低成本的目的，但是组成的零件相对较多，不便装置后期维修。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种车载泄漏诊断装置及燃油蒸发控制系统，该装置主要特点是功能集成模块化，以方便后期维修；保持装置低成本条件下，其标定逻辑更简单，该装置可以在普通燃油车型和PHEV车型上使用。

本发明采用的技术方案是：一种车载泄漏诊断装置，其特征在于：包括上端盖、增压泵组件、阀体、下端盖、滑动浮子和微型弹簧，所述上端盖固定设置在阀体顶端，所述下端盖固定设置在阀体底端；所述上端盖上设有第一管接头，所述阀体上设有第二管接头，所述第一管接头与灰滤器相连，所述第二管接头与炭罐大气口相连；所述阀体内设有增压泵腔室和石墨导管，所述增压泵组件安装在增压泵腔室内，所述滑动浮子和微型弹簧安装在石墨导管内；

未得电时，增压泵组件不工作，气流从第一管接头进入，直接经石墨导管侧向孔流入第二管接头的通路中；得电时，增压泵组件工作，气流从第一管接头进入增压泵组件，经增压泵组件压缩，气流压力克服微型弹簧的作用力，推动滑动浮子向上移动，经进气管口、出气管口和石墨导管侧向孔后，流入第二管接头的通路中。

作为优选，所述上端盖设有上端盖焊接筋，所述上端盖通过上端盖焊接筋与阀体焊接，可实现第一管接头和进气管口连通。

作为优选，所述下端盖设有下端盖焊接筋，所述下端盖通过下端盖焊接筋与阀体焊接，可实现出气管口和石墨导管连通。

作为优选，所述下端盖设有隆起空腔是为实现气流的光滑过渡，避免通气压降过高；所述下端盖设有凹陷筋板是为了限制滑动浮子的行程。

作为优选，所述石墨导管内壁和滑动浮子外壁间隙配合，配合间隙设定为0.08～0.05mm之间为最佳。

作为优选，所述石墨导管侧向孔中心线与石墨导管中心线垂直。

作为优选，所述增压泵组件包括电机和气体压缩机构，所述电机上设有电机正极导线和电机负极导线，所述气体压缩机构上设有进气管口和出气管口，其中出气管口装配有橡胶圈，出气管口和正压通气口装配后形成密封，防止气体压缩机构产生的正压气体和进气管口连通。

作为优选，所述线束接头与电源相连，设有正极PIN针脚和负极PIN针脚，所述正极PIN针脚和电机正极导线连接，所述负极PIN针脚分别和电机负极导线连接。

作为优选，所述阀体外部设有同车架相连接的安装结构，安装结构设计为自攻螺钉固定结构。

作为优选，所述石墨导管上端设有弹簧导向筋板，所述石墨导管上端通过弹簧导向筋板与微型弹簧固定，既可以起到固定弹簧功能，又不影响气流的通过。

作为优选，所述滑动浮子上设有弹簧凹槽，内设有浮子减重内腔；所述滑动浮子采用自润滑类型材料，所述微型弹簧一端设置在弹簧凹槽内。

一种燃油蒸发控制系统，包括油箱总成和炭罐总成，其特征在于：还包括上述的车载泄漏诊断装置，所述油箱总成和炭罐总成之间连接有常闭的油箱隔离阀；所述炭罐总成和车载泄漏诊断装置之间连接有压力传感器；所述车载泄漏诊断装置后部连接有灰滤器；所述炭罐总成的炭罐脱附口连接有脱附控制阀，发动机ECU通过线束接头分别连接油箱隔离阀的压力传感器和电磁接头、脱附控制阀、压力传感器及车载泄漏诊断装置。

一种燃油蒸发控制系统，包括油箱总成和炭罐总成，其特征在于：还包括上述的车载泄漏诊断装置，所述油箱总成和炭罐总成之间连接有压力传感器，所述炭罐总成和车载泄漏诊断装置直接相连，所述车载泄漏诊断装置后部连接有灰滤器，所述炭罐总成的炭罐脱附口连接有脱附控制阀，发动机ECU(电子控制单元)通过线束接头分别连接压力传感器、脱附控制阀和车载泄漏诊断装置。

本发明取得的有益效果是：

1、本发明的车载泄漏诊断装置，未得电时，微型弹簧推动滑动浮子下移，上端盖的第一管接头和阀体的第二管接头直接连通，这样炭罐直接和灰滤器连通，燃油蒸发控制系统的通气压降较小。

2、本发明的车载泄漏诊断装置，得电时增压泵开始工作，气流来自于灰滤器，经增压泵压缩后的气流进入燃油蒸发控制系统内。因增压泵输出流量为恒定值，燃油蒸发系统内到达设定压力时所需要的时间为一个基准值，因此可以预先设定

或

标准孔连接空油箱所到达一定压力(通常为0.5～1.5kPa)时所用的时间为基准值；如果测试值大于基准值，则ECU判断该系统泄漏，否则判断该系统不泄漏。该判断逻辑更简单可靠。

3、本发明的结构功能集成模块化，以方便后期维修。

附图说明

图1为本发明的燃油蒸发系统车载泄漏诊断装置的剖视图(竖向)；

图2为图1的爆炸图；

图3为上端盖剖视图(竖向)；

图4为增压泵组件结构示意图；

图5为阀体结构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为下端盖结构示意图；

图8为滑动浮子剖视图(竖向)；

图9为微型弹簧结构示意图；

图10为本发明在PHEV车型燃油蒸发控制系统连接示意图；

图11为本发明在普通车型燃油蒸发控制系统连接示意图；

图12为本发明常态时的气体流向示意图；

图13为本发明在泄漏检查时的气体流向示意图；

图中：10、上端盖；11、第一管接头；12、线束接头；12a、正极PIN针脚；12b、负极PIN针脚；13、上端盖焊接筋；20、增压泵组件；21、电机；21a、电机正极导线；21b、电机负极导线；22、气体压缩机构；22a、进气管口；22b、出气管口；22c、橡胶圈；30、阀体；31、第二管接头；32、弹簧导向筋板；33、增压泵腔室；34、安装结构；35、正压通气口；36、石墨导管；36a、石墨导管侧向孔；40、下端盖；41、隆起空腔；42、下端盖焊接筋；43、凹陷筋板；50、滑动浮子；51、浮子外壁；52、弹簧凹槽；53、浮子减重内腔；60、微型弹簧；61、微型弹簧外径；100、灰滤器；200、压力传感器；300、脱附控制阀；400、炭罐总成；400a、炭罐吸附口；400b、炭罐脱附口；400c、炭罐大气口；500、油箱隔离阀；600、油箱总成。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明的燃油蒸发系统车载泄漏诊断装置00，包括上端盖10、增压泵组件20、阀体30、下端40、滑动浮子50和微型弹簧60，上端盖10上设有第一管接头11，阀体30上设有第二管接头31；在燃油蒸发控制系统中(如图10)本装置的第一管接头11与灰滤器100相连，第二管接头31与炭罐大气口400c相连。本装置在未得电时第一管接头11和第二管接头31经石墨导管侧向孔36a直接连通；得电时增压泵组件20工作，气流来自于第一管接头11，经进气管口22a、出气管口22b和石墨导管侧向孔36a后，气流进入第二管接头31的通路中。

如图3所示，上端盖10上不仅设有第一管接头11，还设有与电源相连的线束接头12。线束接头12上设有正极PIN针脚12a和负极PIN针脚12b，正极PIN针脚12a和电机正极导线21a连接，负极PIN针脚12b分别和电机负极导线21b连接。上端盖10设有与阀体30焊接的上端盖焊接筋13，上端盖10与阀体30焊接后可实现第一管接头11和增压泵组件20的进气管口22a连通。

如图4所示，增压泵组件20包括电机21和气体压缩机构22，电机21上设有电机正极导线21a和电机负极导线21b，气体压缩机构22上设有进气管口22a和出气管口22b，其中出气管口22b装配有橡胶圈22c，出气管口22b和正压通气口35装配后形成密封，防止气体压缩机构22产生的正压气体和进气管口22a连通。

如图5和图6所示，阀体20外部设有同车架相连接的安装结构34，安装结构34设计为自攻螺钉固定结构。阀体20上还设有与炭罐大气口400c相连接的第二管接头31；阀体20内部设有增压泵腔室33和石墨导管36(采用注塑镶嵌件石墨导管)，石墨导管36内壁和浮子外壁51间隙配合，配合间隙设定为0.08～0.05mm之间为最佳。石墨导管侧向孔36a中心线与石墨导管36中心线垂直。石墨导管36上端设计有固定微型弹簧60的弹簧导向筋板32，既可以起到固定弹簧功能，又不影响气流的通过。

如图7所示，下端盖40上设有与阀体30焊接的下端盖焊接筋42，下端盖40与阀体30焊接后可实现增压泵组件20的出气管口22b和石墨导管36连通。下端盖40上设有隆起空腔41，为实现气流的光滑过渡，避免通气压降过高。下端盖40上设有凹陷筋板43，为了限制滑动浮子50的行程。

如图8所示，滑动浮子50优先选择材料为石墨材料，为了保持耐磨和自润滑的特征。滑动浮子50上设有装配微型弹簧60的弹簧凹槽52。滑动浮子50的浮子外壁51与石墨导管36内径间隙配合。为了减轻滑动浮子50重量，设计有浮子减重内腔53。

如图9所示，微型弹簧60的弹簧外径61与弹簧凹槽52间隙配合。弹簧60的装配工作弹力可以根据燃油蒸发系统车载泄漏诊断装置00在整车上装配方向确定；弹簧60的极限工作弹力可以根据预先设定开启压力计算而得到。

工作方法：

如图10、图12和图13所述本发明装置在PHEV车型燃油蒸发控制系统连接示意图和工作原理；

油箱总成600和炭罐总成400之间连接有常闭的油箱隔离阀500；炭罐总成400和本发明装置00之间连接有压力传感器200；本发明装置00后部连接有灰滤器100。炭罐总成400的炭罐脱附口400b连接有脱附控制阀300。发动机ECU通过线束接头分别连接油箱隔离阀500的压力传感器和电磁接头、脱附控制阀300、压力传感器200及本发明的装置00。

汽车在加油时，ECU得到油箱的盖子开启信号，发出通电信号给油箱隔离阀500，油箱隔离阀500开启后燃油蒸汽通过管道进入炭罐总成400内被活性炭所吸附，从炭罐总成400内置换出的清洁空气，经过压力传感器200到达本发明装置时，如图12所示，气流通过第二管接头31直接流向第一管接头11；最后通过灰滤器100释放至大气中，起到减少燃油蒸汽排放的作用。

汽车泄漏检查时，ECU根据预先设定的程序，先获取油箱隔离阀500的压力传感器内信号，如果不存在压力，ECU结束泄漏检查程序，发出再仪表板显示泄漏故障信息给用户。如果存在压力则发出通电信号给本发明装置00，油箱隔离阀500和脱附控制阀300未得电为常闭状态。如图13所示，本发明装置00的从灰滤器100吸附空气，空气经过第一管接头11进入增压泵组件20，压缩后产生压力将克服微型弹簧60的作用力，推动滑动浮子50向上移动，移动至设定位置时，增压泵组件20压缩的气体通过第二管接头31流向燃油蒸发控制系统内。因增压泵输出流量为恒定的，燃油蒸发系统内到达设定压力(通常为0.5～1.5kPa)时所需要的时间即可作为测量值。可以预先设定

或

标准孔连接空油箱所到达一定压力(通常为0.5～1.5kPa)时所用的时间为基准值。如果测量值大于基准值，ECU则判断系统为泄漏，否则判断系统不泄漏。

如图11、图12和图13所述本发明装置在普通车型燃油蒸发控制系统连接示意图和工作原理；

油箱总成600和炭罐总成400之间连接有压力传感器200；炭罐总成400和本发明装置00直接相连；本发明装置00后部连接有灰滤器100。炭罐总成400的炭罐脱附口400b连接有脱附控制阀300。发动机ECU通过线束接头分别连接压力传感器200、脱附控制阀300和本发明装置00；

汽车在加油时，ECU得到油箱的盖子开启信号，燃油蒸汽通过管道和压力传感器200进入炭罐总成400内被活性炭所吸附，从炭罐总成400内置换出的清洁空气，到达本发明装置时，如图12所示气流通过第二管接头31流向第一管接头11；最后通过灰滤器100释放至大气中，起到减少燃油蒸汽排放的作用。

汽车泄漏检查时，ECU根据预先设定的程序，ECU发出通电信号给本发明装置00，脱附控制阀300未得电为常闭状态。如图13所示本发明装置00的从灰滤器100吸附空气，空气经过第一管接头11进入增压泵组件20，压缩后产生压力将克服微型弹簧60的作用力，推动滑动浮子50向上移动，移动至设定位置时，增压泵组件20压缩的气体通过第二管接头31流向燃油蒸发控制系统内。因增压泵的输出的流量为恒定的，燃油蒸发系统内到达设定压力(通常为0.5～1.5kPa)时所需要的时间作为测量值。可以预先设定

或

标准孔连接空油箱所到达一定压力(通常为0.5～1.5kPa)时所用的时间为基准值。如果测量值大于基准值，ECU则判断系统为泄漏，否则判断系统不泄漏。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种车载泄漏诊断装置，其特征在于：包括上端盖、增压泵组件、阀体、下端盖、滑动浮子和微型弹簧，所述上端盖固定设置在阀体顶端，所述下端盖固定设置在阀体底端；所述上端盖上设有与灰滤器相连的第一管接头，所述阀体上设有与炭罐大气口相连第二管接头；所述阀体内设有增压泵腔室和石墨导管，所述增压泵组件安装在增压泵腔室内，所述滑动浮子和微型弹簧安装在石墨导管内；所述石墨导管内壁和滑动浮子外壁间隙配合，所述石墨导管的侧向孔中心线与石墨导管中心线垂直；

所述上端盖设有上端盖焊接筋，所述上端盖通过上端盖焊接筋与阀体焊接；所述下端盖设有下端盖焊接筋，所述下端盖通过下端盖焊接筋与阀体焊接；所述下端盖上设有隆起空腔和凹陷筋板；

所述增压泵组件包括电机和气体压缩机构，所述电机上设有电机正极导线和电机负极导线，所述气体压缩机构上设有进气管口和出气管口，其中所述出气管口装配有橡胶圈，所述出气管口和正压通气口装配后形成密封；所述上端盖上设有与电源相连的线束接头，所述线束接头上设有正极PIN针脚和负极PIN针脚，所述正极PIN针脚和电机正极导线连接，所述负极PIN针脚和电机负极导线连接；

汽车泄漏检查时，车载泄漏诊断装置得电，增压泵组件工作，气流从第一管接头进入增压泵组件，经增压泵组件压缩，气流压力克服微型弹簧的作用力，推动滑动浮子向上移动，气流经进气管口、出气管口和石墨导管侧向孔后，流入第二管接头的通路中。

2.根据权利要求1所述的车载泄漏诊断装置，其特征在于：所述石墨导管上端设有弹簧导向筋板，所述石墨导管上端通过弹簧导向筋板与微型弹簧固定。

3.根据权利要求1所述的车载泄漏诊断装置，其特征在于：所述滑动浮子上设有弹簧凹槽，内设有浮子减重内腔；所述滑动浮子采用自润滑类型材料，所述微型弹簧一端设置在弹簧凹槽内。

4.一种燃油蒸发控制系统，包括油箱总成和炭罐总成，其特征在于：还包括如权利要求1～3任一项所述的车载泄漏诊断装置，所述油箱总成和炭罐总成之间连接有常闭的油箱隔离阀；所述炭罐总成和车载泄漏诊断装置之间连接有压力传感器；所述车载泄漏诊断装置后部连接有灰滤器；所述炭罐总成的炭罐脱附口连接有脱附控制阀，发动机ECU通过线束接头分别连接油箱隔离阀的压力传感器和电磁接头、脱附控制阀、压力传感器及车载泄漏诊断装置；

汽车在加油时，ECU得到油箱的盖子开启信号，发出通电信号给油箱隔离阀，油箱隔离阀开启后燃油蒸汽通过管道进入炭罐总成内被活性炭所吸附，从炭罐总成内置换出的清洁空气，经过压力传感器到达车载泄漏诊断装置时，气流通过第二管接头直接流向第一管接头；最后通过灰滤器释放至大气中，起到减少燃油蒸汽排放的作用；

汽车泄漏检查时，ECU根据预先设定的程序，先获取油箱隔离阀的压力传感器内信号，如果不存在压力，ECU结束泄漏检查程序，发出并在仪表板上显示泄漏故障信息给用户；如果存在压力则发出通电信号给车载泄漏诊断装置，油箱隔离阀和脱附控制阀未得电为常闭状态；车载泄漏诊断装置从灰滤器吸附空气，空气经过第一管接头进入增压泵组件，压缩后产生压力将克服微型弹簧的作用力，推动滑动浮子向上移动，移动至设定位置时，增压泵组件压缩的气体通过第二管接头流向燃油蒸发控制系统内；因增压泵输出流量为恒定的，燃油蒸发系统内到达设定压力时所需要的时间即可作为测量值；预先设定标准孔连接空油箱所到达一定压力时所用的时间为基准，如果测量值大于基准值，ECU则判断系统为泄漏，否则判断系统不泄漏。

5.一种燃油蒸发控制系统，包括油箱总成和炭罐总成，其特征在于：还包括如权利要求1～3任一项所述的车载泄漏诊断装置，所述油箱总成和炭罐总成之间连接有压力传感器，所述炭罐总成和车载泄漏诊断装置直接相连，所述车载泄漏诊断装置后部连接有灰滤器，所述炭罐总成的炭罐脱附口连接有脱附控制阀，发动机ECU通过线束接头分别连接压力传感器、脱附控制阀和车载泄漏诊断装置；

汽车在加油时，ECU得到油箱的盖子开启信号，燃油蒸汽通过管道和压力传感器进入炭罐总成内被活性炭所吸附，从炭罐总成内置换出的清洁空气，到达车载泄漏诊断装置时，气流通过第二管接头流向第一管接头；最后通过灰滤器释放至大气中，起到减少燃油蒸汽排放的作用；

汽车泄漏检查时，ECU根据预先设定的程序，ECU发出通电信号给车载泄漏诊断装置，脱附控制阀未得电为常闭状态；车载泄漏诊断装置从灰滤器吸附空气，空气经过第一管接头进入增压泵组件，压缩后产生压力将克服微型弹簧的作用力，推动滑动浮子向上移动，移动至设定位置时，增压泵组件压缩的气体通过第二管接头流向燃油蒸发控制系统内；因增压泵的输出的流量为恒定的，燃油蒸发系统内到达设定压力时所需要的时间作为测量值，预先设定标准孔连接空油箱所到达一定压力时所用的时间为基准值，如果测量值大于基准值，ECU则判断系统为泄漏，否则判断系统不泄漏。

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