CN1450962A - 排气阀的诊断方法 - Google Patents

Abstract

提出一种检查一个在一内燃机和一燃油蒸气储蓄器之间的油箱排气阀的功能能力的方法，其中被存储的燃油蒸气在油箱排气阀被打开的情况下从燃油蒸气储蓄器中被送往内燃机，燃油蒸气的输送代表送往内燃机的第一能流，此外，空气通过一节流阀流入内燃机并且所述空气被归为第二能流，设有这样一个机构，它在油箱排气阀受控打开的情况下将这两个能流之和保持为一预定值，油箱排气阀受控制地被打开，确定一个因所述受控打开而引起的与节流阀有关的能流变化δE并将该变化与一预定阈值进行比较，不超过该阈值的小能流变化被视为故障。

Description

排气阀的诊断方法

技术领域

本发明涉及内燃机油箱排气阀的诊断方法。

背景技术

众所周知的是，在发动机运转中打开一个油箱排气阀并且对燃油空气混合比调节回路的反应进行分析诊断。因油箱排气而产生的混有空气的燃油蒸气(再生气体)造成调节回路出现故障，因而，出现故障就表明油箱通风功能良好并进而尤其表明油箱排气阀功能正常。

但问题是，再生气体中的燃油含量越低，在混合气稀薄运转中的发动机的反应越弱。在只带有很少燃油的再生气体中，无法可靠区分开有故障的系统和功能正常的系统。

发明内容

本发明的目的是能够实现不根据再生气体的燃油含量的可靠诊断。

利用这样一种检查一个在一个内燃机和一个燃油蒸气储蓄器之间的油箱排气阀的功能能力的方法来实现该目的，即所存储的燃油蒸气在油箱排气阀被打开的情况下从燃油蒸气储蓄器中被送往内燃机，燃油蒸气输送表示送往内燃机的第一能流，此外，空气通过一个节流阀流入内燃机中并且所述空气被归为第二能流，设有这样一个机构，它在油箱排气阀受控打开的情况下将这两个能流之和保持为一个预定值，油箱排气阀受控制地被打开，确定一个因所述受控打开而引起的与节流阀有关的能流变化δE并将该变化与一个预定阈值进行比较，不超过该阈值的小能流变化被视为故障。

另一个实施例规定，超过该阈值的足够大的能流变化被视为油箱排气阀功能正常的一个信号。

另一个实施例规定，与该节流阀有关的能流被定义为流经该节流阀的空气与空气在与燃油混合后燃烧的效率的乘积。

又一个实施例规定，为确定能流，首先通过一个进气管压力传感器进行第一次充气比测量并通过结合转数地分析节流阀位置进行第二次充气比测量，所述气缸的空气充填比在一定转数情况下通过进气管压力中的空气分压量来确定，是能流的一个要素的流经节流阀的空气量由控制机构如此控制，即例如当在怠速运转中的发动机负载保持不变时，调节出一个稳定的发动机转数。

另一个实施例规定，当节流阀已经在打开油箱排气阀之前几乎完全关闭时，因由打开油箱排气阀而导致的额外充气引起的附加扭矩通过减弱点火角效率来消除。

本发明的目标也是一种用于执行至少上述方法和实施例之一的电子控制装置。

本发明的重点是，油箱排气阀的打开和根据打开所引起的一个参数的变化来进行分析，该参数在一定程度上可被称为与节流阀有关的能流。此外，该能流可被限定为流经节流阀的空气与空气在与燃油混合后的燃烧效率的乘积。

与太小的能流变化不同，超过阈值的足够大的能流变化可被视为油箱排气阀功能正常的一个信号。

为了确定能流变化，首先，可以通过一个进气管压力传感器进行第一次充气比测量并通过结合转数地分析节流阀位置进行第二次充气比测量。此外，所述气缸的空气充填比可以在一定转数的情况下通过进气管压力中的空气分压量来确定，是能流的一个要素的流经节流阀的空气量由控制机构如此控制，即例如当在怠速运转中的发动机负载保持不变时，调节出一个稳定的发动机转数。在整个系统功能正常的情况下，进气管压力在打开油箱排气阀时不变化，这是因为通过缩小节流阀的开口横截面抵消了油箱排气阀的附加开口横截面。节流阀开口横截面的缩小同与节流阀有关的能流的变化有关。

在一个实施例中，当节流阀已经在打开油箱排气阀之前几乎完全关闭时，则因由打开油箱排气阀而导致的额外充填引起的附加扭矩通过减弱点火角效率来消除。换句话说，当无法通过缩小节流阀开口角充分抵消掉再生气体的影响时，则通过减小另一个影响参数的效率来消除所产生的附加力矩。

本发明的方法有利地允许与再生气体的燃油含量无关地可靠区分开有缺陷的油箱排气阀和功能可靠的油箱排气阀。

尤其是，它有利地允许对在混合气稀薄运转如对汽油直喷式内燃机重要的混合气稀薄运转中的油箱排气阀进行诊断。由于诊断可以在混合气稀薄运转状况下进行，所以不必为了诊断油箱排气阀而中断混合气稀薄运转状态。与在混合气稀薄运转之外进行的诊断相比，节省了燃油。

附图说明

以下，参见附图来描述本发明的实施例，其中：

图1示出了本发明所用的技术领域；

图2公开了作为本发明方法例子的流程图。

具体实施形式

图1中的1表示内燃机气缸的燃烧室。通过一个进气阀2来控制空气流向燃烧室。空气通过一个进气管3被吸入。进气量可以通过一个受一个控制机构5控制的节流阀4来改变。给该控制机构输送与驾驶员希望扭矩如油门踏板6有关的信号、一个与一转数表7的发动机转数n有关的信号、一个与一气量表8的吸入空气量有关的信号。

除气量表8外或作为该气量表的取代方式，设置一个用于测量空气量的吸气管压传感器8a和/或一个节流阀位置传感器8b。以下，代替术语“空气量测量”地，也可以使用术语“充气比测量”。术语“充气比”表示在各气缸中的空气量并因而转指与各气缸充填有关的空气量。充气比非常近似地是除以气缸数和转数的并因而以一个冲程为单位测得的内燃机进气量。

根据这些信号和或许与内燃机的其它参数如进气温度和冷却剂温度有关的输入信号，控制机构5形成了用于通过一个执行机构9调节节流阀角度α的并用于控制燃油喷射阀10的输出信号，其中燃料通过该燃油喷射阀经计量地被喷入发动机燃烧室中。此外，通过控制机构来控制借助一个点火器11的点火启动。

节流阀角度α和喷射脉冲宽度ti是对实现理想扭矩来说很重要的且相互协调的调整参数。另一个影响扭矩的主要调整参数就是点火器相对活塞运动的角位。

确定用于调整扭矩的调整参数是DE19851990的内容，就这点而论，在本申请公开内容中要引入这篇文献。

此外，控制机构控制着油箱排气装置12以及用于获得混合燃料空气在燃烧室内有效燃烧的功能。由燃烧产生的气体动力通过活塞13和曲柄机构14被转换成扭矩。

油箱排气装置12由一个活性碳过滤器15构成，它通过相应的管路如管接头与油箱、环境空气和内燃机进气管连通，其中在通向进气管的管路中设有一个油箱排气阀16。

活性碳过滤器15存留在油箱5中蒸发的燃料。当油箱排气阀11受控制机构6控制地被打开时，通过活性碳过滤器从环境17中吸入空气，所述活性碳过滤器此时把积蓄的燃料交付给空气。这种被称为油箱排气混合物或再生气体的油气混合物影响了整个送给内燃机的混合物的成分。混合物中的燃油含量一般借助燃油测量装置10并通过燃油所占份量被同时确定，这个燃油份量匹配于吸入的空气量。此外，通过油箱排气装置吸入的燃油在极端情况下可能占到了总油量的一部分如1/3-1/2。

图2示出了作为本发明方法的实施例的流程图。

在步骤2.1中，油箱排气阀受控制地被打开。步骤2.2用于在油箱排气阀受控打开后确定与节流阀有关的能流变化δE。以下将给出确定δE的一个例子。

在步骤2.3中，比较能流变化δE和一预定阈值。

在步骤2.4中，没有超过该阈值的能流变化被视为故障。这种判断例如可以通过事故灯的控制或也可以通过在控制机构中记录下故障警报来进行。

而在步骤2.5中，超过该阈值的足够大的能流变化被视为油箱排气阀能够可靠工作的信号。

能流变化例如可以按照以下方式来确定，即假定通过一个进气管压力传感器来第一次测量充气比并且通过结合转数地分析节流阀位置来第二次测量充气比。

在给定的转数下，气缸的空气充填比通过进气管压力中的空气分压来确定。

此外，流经节流阀的空气量是能流的一个要素，它可由控制机构如此控制，即例如当在怠速运转中的发动机负载保持不变时，调节出一个稳定的发动机转数。

在依靠测量进气管压力测量充气比的同时，进行根据节流阀位置α和转数n(α，n-充气比测量)的充气比测量。

当油箱排气阀关闭时，使这两次充气比测量结果变得一样，或者这两次测量的值被安排为是相同的。

随后，油箱排气阀受控制地被打开。

当油箱排气阀可靠发挥功能时，再生气体流入进气管。进气管压力先升高。这被充气比测量装置记录下来，因而，充气比测量装置控制节流阀关闭，直到再次达到输出进气管压力。这决定了充气比并进而决定了实际力矩。

重新根据α和n来计算空气量或充气比。由于节流阀位置刚改变了(开口角更小)，所以α，n-充气比测量得到一个变化的值。这个变化与与节流阀相关的能流变化成比例。

或者，与节流阀有关的能流变化可以根据转数调节机构的反应来确定。与节流阀有关的能流变化例如因转数调节机构对油气混合物通过油箱排气阀进入进气管做出反应而变化。当节流阀位置不变时，进气管压力和进而气缸充气比将在输入空气或燃油蒸气时升高。增大的气缸充气比将会因扭矩增大而导致转数提高。转数调节机构对此做出反应，结果，节流阀受控制地被关闭。根据测量到关闭调整动作，在步骤2.2中确定出能流变化。

足够大的变化表示油箱排气阀可靠发挥功能。

问题是，在怠速运转中，节流阀已经接近完全关闭状态。于是，由开启的油箱排气阀引起的附加充填造成的额外扭矩无法再通过继续关闭节流阀来补偿。在这种情况下，额外扭矩例如通过点火角效率减弱来补偿。在这里，与节流阀有关的空气质量流与效率乘积对被定义为能流的参数起了作用。与节流阀有关的能流尤其是与与节流阀有关的空气质量流与点火角效率的乘积成比例。

例如为100％的点火角效率意味着，在与燃油混合后可由吸入空气量获得的最大燃烧能量被转换成扭矩。

如果点火角效率如为80％，则相应地只有80％的理论最大值被转换成力矩。

这与当只有80％的参照空气量被100％地转换成力矩时的效果是一样的。

换句话说，一方面，可以给点火角效率和空气量的乘积分派一个假定空气量。另一方面，可以通过与点火角效率的逻辑联系将一个能量分派给与节流阀有关的空气质量流，这个能流对应于一个在与燃油混合后被100％地转换成能量或力矩的假定空气量。

当节流阀在诊断前完全关闭时，在此状态下流动的漏气量为4公斤空气/小时。在100％的点火角效率情况下，这被转换成力矩。

由此得到了与由在点火角为80％时被转换的5公斤空气获得的一样大的力矩。

换句话说，点火角效率降低20％可对应于1公斤的假定空气量。

根据本发明，这被用于诊断：

假定，在打开油箱排气阀后出现的不希望的扭矩增大无法通过进一步调节进气量而得到补偿，则通过一个点火角效率降低来进行补偿。

由于在控制机构中掌握了点火角效率，所以可以确定能流变化并且为了诊断对其进行分析。

当在汽油直喷式发动机分层运转中进行诊断时，没有出现节流阀在空程时就快关闭的问题。

汽油直喷时的分层运转的特点是，空气过剩量高的且几乎未节流的运转。

在这里，节流阀打开约80％。扭矩不是通过混合量而是通过混合品质即油量来调节的。在这里，含大量过剩空气的混合气的可燃性通过使混合气均匀地分布在燃烧室的整个空间内来获得。这种运转方式也被称为分层运转。与之不同的是混合气均匀分布的且没有空气过剩或过剩空气很少的运转方式。节流阀在分层运转中未完全打开造成所谓的节流，节流的作用是使绝对进气管压力不超过一预定值。该值位置的一个标准例如是最小力矩，该力矩在一定的气缸充气比的情况下可通过改变油量来调整。因此，油量应不降低到一个最小值下，如果小于该最小值，混合气无法燃烧。如果该最小值在进气管压力高时造成很高的力矩，则必须通过上述节流来缩小进气管压力。

此外，例如由此得到了在分层运转时的对进气管压力的外界要求，即废气再循环和油箱通风需要一定的压差。这个造成最低进气管压力的要求通过选择最小值并干预节流阀调节来实现。

在分层运转中，按照以下方式进行诊断：首先，通过节流阀调节到某个节流度，例如调节到700毫巴的进气管压力，以便在打开油箱排气阀时不低于可燃性极限值。

当随后打开功能正常的油箱排气阀时，压力例如升高到800毫巴，这被进气管压力传感器记录下来。

相应地，压力升高表示油箱排气阀的功能正常。当压力升高过大时，则增大节流度。在这种情况下，增大节流度就是油箱排气阀功能能力的一个尺度。

或者，当在混合气均匀运转中进行诊断时，代替用进气管压力传感器来测量充气比地，用一个热膜气量测量计来测量充气比。

代替将能流变化与一个阈值进行比较地，也可以将该变化与一个预计值进行比较，该预计值是在功能正常的系统中设定的。在这种情况下，太大的偏差表示有故障。

Claims (6)

1、检查一个在一内燃机和一燃油蒸气储蓄器之间的油箱排气阀的功能能力的方法，其中被存储的燃油蒸气在油箱排气阀被打开的情况下从燃油蒸气储蓄器中被送往内燃机，燃油蒸气的输送代表送往内燃机的第一能流，此外，空气通过一节流阀流入内燃机并且所述空气被归为第二能流，设有这样一个机构，它在油箱排气阀受控打开的情况下将这两个能流之和保持为一预定值，油箱排气阀受控制地被打开，确定一个因所述受控打开而引起的与节流阀有关的能流变化δE并将该变化与一预定阈值进行比较，不超过该阈值的小能流变化被视为故障。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，超过该阈值的足够大的能流变化被视为油箱排气阀功能正常的一个信号。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，与该节流阀有关的能流被定义为流经该节流阀的空气与空气在与燃油混合后燃烧的效率的乘积。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，为了确定能流，首先通过一进气管压力传感器进行第一次充气比测量并通过结合转数地分析节流阀位置进行第二次充气比测量，所述气缸的空气充填比在一定转数的情况下通过在进气管压力中的空气分压量来确定，是能流的一个要素的流经节流阀的空气量由控制机构如此控制，即例如当在怠速运转中的发动机负载保持不变时，调节出一个稳定的发动机转数。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当节流阀已经在打开油箱排气阀之前几乎完全关闭时，因由打开油箱排气阀而导致的额外充填引起的附加扭矩通过减弱点火角效率来消除。

6、用于执行如权利要求1-5之一所述方法的电子控制装置。