CN114033583B - 脱附诊断装置及油箱泄漏诊断系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种脱附诊断装置和油箱泄漏诊断系统，脱附诊断装置设置在油箱和发动机模块之间，脱附诊断装置包括碳罐、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第一管路、第二管路、第三管路、并联管路和脱附泵；碳罐包括第一连通端、第二连通端和第三连通端，第一连通端用于通过第一管路与油箱连通，脱附泵设置在第二管路上，第三连通端用于通过第三管路与发动机模块连通，第三开关阀设置在第三管路上以控制第三管路的通断；第一开关阀设置在第二管路上并位于第二连通端和脱附泵之间以控制第二管路的通断，第二开关阀设置在并联管路上，并联管路上设有位于第二连通端和第二开关阀之间的基准孔。上述脱附诊断装置可以实现更多功能，满足多功能需求。

Description

脱附诊断装置及油箱泄漏诊断系统

技术领域

本申请涉及汽车排放控制技术领域，尤其涉及一种脱附诊断装置及油箱泄漏诊断系统。

背景技术

随着国六标准的实施和汽车环保要求的逐渐提升，燃油蒸发排放量的控制成为车辆燃油系统设计的关键环节，为减少碳罐饱和导致油气排放入大气的情况，对碳罐进行脱附冲洗是目前普遍采用的方案。

发动机碳罐一般包括吸附口、脱附口和通大气口，吸附口与燃油箱相连通，脱附口连接于发动机的进气歧管，并且脱附口与进气歧管之间的连通由碳罐电磁阀控制，通大气口使得碳罐的内部与大气相连通，燃油箱的汽油蒸汽通过吸附口进入碳罐。现有碳罐脱附过程为：当发动机ECU控制的碳罐电磁阀打开后，碳罐进入脱附工况，具体地，在发动机进气歧管负压作用下，空气从通大气口流入碳罐，带走吸附在活性炭上的燃油分子，降低碳罐内燃油的含量，燃油经油气输送管道进入发动机参与燃烧。

现有的脱附诊断装置一般通过获得油箱泄漏诊断所必须的参考电流值进行油箱泄漏诊断，功能单一，市场对能够实现多种功能的脱附诊断装置有很大需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种脱附诊断装置及油箱泄漏诊断系统，克服了现有的脱附系统功能单一的问题。

为了达到上述目的，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请提供了一种脱附诊断装置，所述脱附诊断装置设置在油箱和发动机模块之间，所述脱附诊断装置包括碳罐、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第一管路、第二管路、第三管路、并联管路和脱附泵；所述碳罐包括第一连通端、第二连通端和第三连通端，所述第一连通端用于通过第一管路与所述油箱连通，所述第二连通端与第二管路连通，所述脱附泵设置在所述第二管路上，所述第三连通端用于通过第三管路与所述发动机模块连通，所述第三开关阀设置在所述第三管路上以控制第三管路的通断；所述第一开关阀设置在所述第二管路上并位于所述第二连通端和所述脱附泵之间以控制所述第二管路的通断，所述并联管路的两端分别连接所述第二管路，并且并联管路与所述第一开关阀和所述脱附泵并联，所述第二开关阀设置在所述并联管路上，所述并联管路上设有位于所述第二连通端和第二开关阀之间的基准孔。

优选地，所述基准孔和所述第一管路内径的比值为10～100。

优选地，所述第一管路的内径为12mm-18mm，所述基准孔的直径为0.2mm-1mm。

第二方面，本申请提供了一种油箱泄漏诊断系统，包括：油箱、发动机模块和脱附诊断装置，所述油箱上设置有用于获取油箱内气压的压力传感器，所述脱附诊断装置为上述任意一项所述的脱附诊断装置。

优选地，还包括控制器，所述控制器连接所述压力传感器、第一开关阀至第三开关阀和脱附泵。

优选地，当所述油箱泄漏诊断系统处于呼吸模式时，所述第一开关阀打开，所述脱附泵关闭，所述第二开关阀关闭，以使所述油箱内的气体顺次流经所述第一管路、所述碳罐和所述第二管路。

优选地，当所述油箱泄漏诊断系统处于冲洗模式时，所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，所述第三开关阀打开，所述脱附泵打开并通过第二管路将外界空气送入碳罐。

优选地，当所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压低于设定值时，所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，所述第三开关阀关闭，所述脱附泵打开并通过第二管路、碳罐和第一管路将外界空气送入所述油箱。

优选地，当所述油箱泄漏诊断系统处于诊断模式时，当所述油箱泄漏诊断系统处于诊断模式时，所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压不低于设定值时，所述第二开关阀和所述第三开关阀保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀关闭、所述脱附泵关闭，根据所述压力传感器获取的所述油箱内的压力变化判断所述油箱是否存在泄漏。

优选地，当所述油箱泄漏诊断系统处于校准模式时，所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压不低于设定值时，所述第三开关阀保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀关闭、所述脱附泵关闭、所述第二开关阀打开，使油箱内的气体经并联管路排出，根据所述压力传感器获取所述油箱内的压力变化获得油箱内压力变化曲线。

与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：

通过脱附诊断装置中脱附泵、基准孔和第一开关阀至第三开关阀的配合，使脱附诊断装置运用于油箱泄漏诊断系统，实现多种功能，满足多功能的需求。

通过油箱泄漏诊断系统中的压力传感器获取油箱内的气压，将脱附诊断装置和压力传感器所获得的诊断模式压力曲线和校准模式压力曲线与实际运行时的压力曲线进行比对，实现油箱密封和泄露情况的诊断和校准，所得到密封或泄露的结果更直观和准确。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。

图1为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统的结构示意图；

图2为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在呼吸模式下的结构示意图；

图3为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在补气模式下的结构示意图；

图4为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在诊断模式下的结构示意图；

图5为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在校准模式下的结构示意图；

图6为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在冲洗模式下的结构示意图；

图7为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在诊断模式下和实际运行的油箱压强-时间曲线对比示意图；

图8为本申请实施例的一种油箱泄漏诊断系统在校准模式下和实际运行的油箱压强-时间曲线对比示意图。

图示：

1、脱附诊断装置；3、油箱；2、发动机模块；4、压力传感器；11、碳罐；12、第一开关阀；13、第二开关阀；14、第三开关阀；15、第一管路；16、第二管路；17、第三管路；18、并联管路；19、脱附泵；20、基准孔；21、膨胀腔；22、第一滤清器；51、呼吸气流；52、补气气流；53、校准气流；54、冲洗气流；111、第一连通端；112、第二连通端；113、第三连通端。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参见图1的结构示意图，本实施例提供了一种油箱泄漏诊断系统，适用于包括混合动力的任何搭载汽油发动机的车型，其中混合动力可以是同时采用汽油驱动和电力驱动。油箱泄漏诊断系统包括油箱3、发动机模块2和脱附诊断装置1，所述油箱3上设置有用于获取油箱3内气压的压力传感器4。

其中，脱附诊断装置1设置在油箱3和发动机模块2之间，所述脱附诊断装置1包括碳罐11、第一开关阀12、第二开关阀13、第三开关阀14、第一管路15、第二管路16、第三管路17、并联管路18和脱附泵19。

第一开关阀12、第二开关阀13和第三开关阀14可以是可控开关阀门，比如电磁阀、电动阀，但不局限于电磁阀、电动阀。当第一开关阀12、第二开关阀13和第三开关阀14选择电磁阀时，可以是SCV阀，SCV阀可以由发动机电脑(ECU)进行电子控制。可以根据电磁阀持续工作时间的长短来选择电磁阀的常开型和常闭型，常开型电磁阀通电时阀门关闭，断电时阀门开启；常闭型电磁阀通电时阀门开启，断电时阀门关闭。本申请实施例优选第一开关阀12为常开型电磁阀，优选第二开关阀13为常闭型电磁阀，这种设置在失电时可以使第一开关阀12保持常开、第二开关阀13保持常闭，在冲洗模式和呼吸模式时第一开关阀12和第二开关阀13不需要供电，更节省能源消耗。当然这里仅为示例说明，而不是对本发明的限定。

脱附泵19可以用于碳罐11的脱附，现有市场上的脱附泵只能实现单一的脱附冲洗功能。脱附泵19通过与第一开关阀12至第三开关阀14的配合，可以使脱附诊断装置1设置在油箱泄漏诊断系统中在不同的模式下实现多种功能，在不增加油箱泄漏诊断系统的器件的情况下通过对脱附泵19的复用满足更多需求，减少了油箱泄漏诊断系统后期维修、维护和保养的难度，提高了油箱泄漏诊断系统本身结构的紧凑型。

压力传感器4可以用在复杂的环境中，不容易受到各种电磁信号和高温等外部因素的干扰，相比其他手段进行压力检测所得到的结果更直观，减少了压力采集中间量的考量，可以实时获得稳定的压力数据。

所述碳罐11包括第一连通端111、第二连通端112和第三连通端113，所述第一连通端111用于通过第一管路15与所述油箱3连通，所述第二连通端112与第二管路16连通，所述脱附泵19设置在所述第二管路16上，所述第三连通端113用于通过第三管路17与所述发动机模块2连通，例如与所述发动机模块2的进气歧管连通，所述第三开关阀14设置在所述第三管路17上以控制第三管路17的通断。

所述第一开关阀12设置在所述第二管路16上并位于所述第二连通端112和所述脱附泵19之间以控制所述第二管路16的通断，所述并联管路18的两端分别连接所述第二管路16，并且并联管路18与所述第一开关阀12和所述脱附泵19并联，所述第二开关阀13设置在所述并联管路18上，所述并联管路18上设有位于所述第二连通端112和第二开关阀13之间的基准孔20。

其中基准孔20和所述第一管路15内径的比值可以为10～100，例如所述第一管路15的内径和基准孔20的直径分别为12mm和0.2mm，或所述第一管路15的内径和基准孔20的直径分别为18mm和1mm，或所述第一管路15的内径和基准孔20的直径分别为18mm和0.2mm。当基准孔20和第一管路15内径的比值在这个范围时，开启第一开关阀12、关闭第二开关阀13，基准孔20内外可以保持压力平衡，气体不会从基准孔20流出；当关闭第一开关阀12、开启第二开关阀13时，基准孔20内外的压力平衡被打破，气体可以从基准孔20流出。基准孔20本身功能的实现不需要动力来支持，更加节能环保。

在具体实施中，油箱泄漏诊断系统还包括控制器(未示出)，所述控制器连接所述压力传感器4、第一开关阀12至第三开关阀14和脱附泵19。其中控制器可以是发动机电脑(ECU)，也可以是现有的其它一件或多件能实现压力传感器4的采集数据收集和第一开关阀12至第三开关阀14和脱附泵19控制的控制设备，本申请不以此为限。

在具体实施中，所述第二管路16的背向所述第二连通端112的入口端可以设置第一滤清器22，通过第一滤清器22可以对排出的空气进行最后的过滤，减少排出空气的污染；通过第一滤清器22还可以对脱附泵19泵入的空气进行过滤，避免杂物进入并污染碳罐11，相比碳罐11而言第一滤清器22成本低、更易于维护和更换。

具体实施中，在第三管路17上并位于所述第三开关阀14和第三连通端113之间可以设置膨胀腔21。通过膨胀腔21的设置，可以有效消除脱附泵19启动时的噪音。

本申请的油箱泄漏诊断系统可以在呼吸模式、补气模式、冲洗模式、诊断模式和校准模式这五种模式下分别进行工作。以上五种模式工作时的工况举例如下：

参见图1和图2，在呼吸模式的工况下，所述第一开关阀12打开，所述脱附泵19关闭，所述第二开关阀13关闭，以使所述油箱3内的气体顺次流经所述第一管路15、所述碳罐11和所述第二管路16。其中第三开关阀14可以根据发动机模块2的运行情况选择打开或关闭，例如发动机模块2相对于脱附诊断装置1是正压时，第三开关阀14可以选择打开；发动机模块2相对于脱附诊断装置1是负压时，第三开关阀14可以选择关闭。油箱3内的气体形成呼吸气流51并通过脱附诊断装置1从油箱泄漏诊断系统排出，使油箱3内的气压降低。同时，油箱3内的空气经过碳罐11，碳罐11可以对空气中的燃油蒸汽进行吸附，避免排入外部造成污染。

参见图1和图3，当所述压力传感器4获取到的所述油箱3内的气压低于设定值时，可以进入补气模式。在补气模式的工况下，所述第一开关阀12打开，所述第二开关阀13关闭，所述第三开关阀14关闭，所述脱附泵19打开并通过第二管路16、碳罐11和第一管路15将外界空气送入所述油箱3。外界空气通过脱附泵19形成补气气流52进入油箱3，以使油箱3内的气压达到设定值。

参见图1和图4，在诊断模式的工况下，当压力传感器4获取到油箱3内的气压低于设定值时，可以通过补气模式进行补气增压；当所述压力传感器4获取到的所述油箱3内的气压不低于设定值时，或通过补气模式使所述油箱3内的气压不低于设定值时，所述第二开关阀13和所述第三开关阀14保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀12关闭、所述脱附泵19关闭，根据所述压力传感器4获取的所述油箱3内的压力变化判断所述油箱3是否存在泄漏。

在诊断模式下，压力传感器4检测到的压强与时间的曲线示意图可以如图7所示，其压力曲线a随时间变化大致呈水平状，即表明随着时间变化油箱3内的压力基本保持不变，可以判断出油箱3内不存在泄露；如果压力曲线b呈向右下方呈倾斜状，即表明随着时间变化油箱3内的压力逐渐减小，可以判断出油箱3内存在泄露。由此通过诊断模式，可以快速且直观的判断油箱3是否存在泄漏，与通过参考电流值进行油箱泄漏诊断的方式相比，该诊断方式更加直观、快速、准确。脱附泵19在第一开关阀12关闭后关闭，可以使压力曲线a在时间为0点时的初始压力值更能反应油箱3内压力的实际状况，该诊断模式的方式更加客观可靠。

参见图1和图5，在校准模式的工况下，压力传感器4获取到油箱3内的气压低于设定值时，可以通过补气模式进行补气增压。所述压力传感器4获取到的所述油箱3内的气压不低于设定值时，或通过补气模式使所述油箱3内的气压不低于设定值时，所述第三开关阀14保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀12关闭、所述脱附泵19关闭、所述第二开关阀13打开，使油箱3内的气体经并联管路18排出，根据所述压力传感器4获取所述油箱3内的压力变化获得油箱3内压力变化曲线。本次工况的校准气流53方向如图5虚线所示。

通过校准模式获得的油箱3内压力变化曲线，可以和实际运行时的压力曲线进行比对，以确定油箱3的泄露。参照图8，压力曲线c为校准模式下获取的压力变化曲线，压力曲线d、压力曲线e和压力曲线f为不同时刻获取的实际压力变化曲线。压力曲线d靠近压力曲线c，则可以判断得出系统的泄露值接近基准孔20；压力曲线e在压力曲线c的下方，则可以判断得出泄露值超过可接受范围，系统存在泄露且泄漏点比基准孔20大；压力曲线f在压力曲线c的上方，则可以判断得出气流流通受阻，第二管路16上存在阻塞。由此，通过校准模式获得的油箱3内压力变化曲线，可以和呼吸模式等工况的压力曲线进行对比，快速直观的判断出油箱3泄露、第二管路16堵塞的情况。通过压力曲线所进行的判断，有着直观的优点。压力传感器4可以用在复杂的环境中，不容易受到各种电磁信号和高温等外部因素的干扰，校准模式所获得的油箱3内压力变化曲线更能反应出实际状况，与实际运行时的压力曲线进行比对，更直观、更准确。脱附泵19在第一开关阀12关闭后关闭，可以使压力曲线c在时间为0点时的初始压力值更能反应油箱3内压力的实际状况，该校准模式的方式更加客观可靠。

参见图1和图6，在冲洗模式的工况下，所述第一开关阀12打开，所述第二开关阀13关闭，所述第三开关阀14打开，所述脱附泵19打开并通过第二管路16将外界空气送入碳罐11。外界空气通过脱附泵19形成较大冲洗流速的冲洗气流54，可以对碳罐11进行冲洗。

冲洗气流54将碳罐11吸附的燃油蒸汽送入发动机模块2。降低碳罐11内燃油的含量，燃油经第三管道进入发动机参与燃烧，能够充分利用能源，避免直接到外部，起到降本增效、节能环保的效果。当吸附泵复用于碳罐11的冲洗时，外界空气通过脱附泵19可以形成较大压力的冲洗气流54，相比通过发动机负压形成的气流，或相比传统的吸附泵形成的气流，对碳罐11内的油气冲洗的更彻底。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，本申请拥有如下优点：

设置脱附泵19和基准孔20，通过和第一开关阀12至第三开关阀14的搭配，使脱附诊断装置1可以运用于油箱泄漏诊断系统，实现多种功能，满足客户多功能的需求。

油箱泄漏诊断系统通过压力传感器4获取油箱3内的气压，通过脱附诊断装置压力传感器4以实现补压模式、诊断模式和校准模式。通过本实施例所获得的诊断模式压力曲线和校准模式压力曲线与实际运行时的压力曲线进行比对，实现油箱密封和泄露情况的诊断和校准，所得到密封或泄露的结果更直观和准确。

本申请中所描述的表达位置与方向的词，如“上”、“下”，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。本申请的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸张显示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种油箱泄漏诊断系统，其特征在于，所述油箱泄漏诊断系统适用于混合动力的搭载汽油发动机的车型，所述油箱泄漏诊断系统包括：油箱、发动机模块和脱附诊断装置，所述油箱上设置有用于获取油箱内气压的压力传感器；

所述脱附诊断装置设置在油箱和发动机模块之间，所述脱附诊断装置包括碳罐、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第一管路、第二管路、第三管路、并联管路、第一滤清器和脱附泵；

所述碳罐包括第一连通端、第二连通端和第三连通端，所述第一连通端用于通过第一管路与所述油箱连通，所述第二连通端与第二管路连通，所述脱附泵设置在所述第二管路上，所述第三连通端用于通过第三管路与所述发动机模块连通，所述第三开关阀设置在所述第三管路上以控制第三管路的通断；

所述第一开关阀设置在所述第二管路上并位于所述第二连通端和所述脱附泵之间以控制所述第二管路的通断，所述并联管路的两端分别连接所述第二管路，并且并联管路与所述第一开关阀和所述脱附泵并联，所述第二开关阀设置在所述并联管路上，所述并联管路上设有位于所述第二连通端和第二开关阀之间的基准孔；

所述第一滤清器设置在所述第二管路的背向所述第二连通端的入口端；

当所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压低于设定值时，所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，所述第三开关阀关闭，所述脱附泵打开并通过第二管路、碳罐和第一管路将外界空气送入所述油箱；

当所述油箱泄漏诊断系统处于诊断模式时，所述脱附泵用于向所述油箱内补气以使所述油箱内的气压不低于设定值，所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压不低于所述设定值时，所述第二开关阀和所述第三开关阀保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀关闭、所述脱附泵关闭，根据所述压力传感器获取的所述油箱内的压力变化判断所述油箱是否存在泄漏；

当所述油箱泄漏诊断系统处于校准模式时，所述脱附泵用于向所述油箱内补气以使所述油箱内的气压不低于所述设定值，所述压力传感器获取到的所述油箱内的气压不低于所述设定值时，所述第三开关阀保持关闭状态，顺次使所述第一开关阀关闭、所述脱附泵关闭、所述第二开关阀打开，使油箱内的气体经并联管路排出，根据所述压力传感器获取所述油箱内的压力变化获得油箱内压力变化曲线。

2.根据权利要求1所述的油箱泄漏诊断系统，其特征在于，所述第一管路内径和所述基准孔的比值为10～100。

3.根据权利要求2所述的油箱泄漏诊断系统，其特征在于，所述第一管路的内径为12mm-18mm，所述基准孔的直径为0.2mm-1mm。

4.根据权利要求1所述的油箱泄漏诊断系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接所述压力传感器、第一开关阀至第三开关阀和脱附泵。

5.根据权利要求1所述的油箱泄漏诊断系统，其特征在于，当所述油箱泄漏诊断系统处于呼吸模式时，所述第一开关阀打开，所述脱附泵关闭，所述第二开关阀关闭，以使所述油箱内的气体顺次流经所述第一管路、所述碳罐和所述第二管路。

6.根据权利要求1所述的油箱泄漏诊断系统，其特征在于，当所述油箱泄漏诊断系统处于冲洗模式时，所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，所述第三开关阀打开，所述脱附泵打开并通过第二管路将外界空气送入碳罐。

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