CN1609439A

CN1609439A - 用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备及方法

Info

Publication number: CN1609439A
Application number: CNA2004100841111A
Authority: CN
Inventors: 细谷肇; 渡边悟
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: CN100465426C; JP4303555B2; US7117729B2; US20050081612A1; DE102004050692A1; DE102004050692B4; JP2005120913A

Abstract

在燃油蒸汽净化系统中，在发动机停止工作之后，从油箱中不再产生燃料蒸汽的时候开始对包括油箱在内的诊断区段进行加压，并根据诊断区段中的压力进行诊断。

Description

用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备及方法

技术领域

本发明涉及一种设备和方法，用于诊断在燃油蒸汽净化系统中的包含油箱在内的诊断区段中是否发生了泄漏。

背景技术

日本特开2001-082261号公报公开了一种用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备。

在该诊断设备中，检测内燃机停止工作后的固定时间内的油箱压力变化。并根据该压力变化来诊断是否发生了泄漏。

在内燃机停止刚刚停止工作时，燃油的温度很高，并因而燃油(汽油)大量蒸发。

随后，在燃油大量蒸发的状态下，油箱中的压力由于燃油蒸发而改变。

因而，在内燃机刚刚停止工作的一段时间内，燃油大量蒸发，有时会错误地诊断发生了泄漏。

发明内容

本发明的目的是高精度地进行泄漏诊断，而不受内燃机刚刚停止工作时的燃油蒸发的影响。

为实现上述目的，依据本发明的诊断设备和诊断方法，在内燃机停止工作后经过一段等待时间才开始诊断处理。

通过以下结合附图的说明，将理解本发明的其他目的和特征。

附图说明

图1示出了一个实施例中的内燃机的系统结构；

图2的流程图示出了第一实施例中的泄漏诊断；

图3的时序图示出了第一实施例的泄漏诊断期间的压力变化；

图4的流程图示出了第二实施例中的泄漏诊断。

具体实施方式

图1示出了一个实施例中的内燃机的系统结构。

在图1中，内燃机1是安装在车辆(图中未示出)中的汽油发动机。

在内燃机1的进气管3中设置有节气门2。

对于各个气缸，在节气门2的下游侧在进气管3中设置有燃油喷射阀4。

燃油喷射阀4根据控制单元20输出的喷射脉冲信号而开启。

另外，内燃机1带有燃油蒸汽净化系统。

燃油蒸汽净化系统用于通过蒸发通路6将油箱5中产生的燃油蒸汽吸附到滤罐7中，并用于净化吸附到滤罐7上的燃油蒸汽，以将其提供给内燃机1。

滤罐7是填充了吸附剂8(如活性炭)的容器。

另外，在滤罐7上形成有新空气入口9，并且从滤罐7引出一个净化通路10。

净化通路10通过净化控制阀11连接到节气门2下游侧的进气管3。

净化控制阀11根据控制单元20输出的净化控制信号而开启。

在内燃机1的工作期间，当预定的净化许可条件成立时，控制净化控制阀11使其开启。

当净化控制阀11被控制为开启时，内燃机1的吸入负压作用于滤罐7上，从而吸附在滤罐7上的燃油蒸气被从新空气入口9引入的新空气分离下来。

包含分离下来的燃油蒸气的净化后空气通过净化通路10，被吸入到进气管3中。

控制单元20包括微计算机，该微计算机包含CPU、ROM、RAM、A/D转换器和输入/输出接口。

控制单元20接收来自各种传感器的检测信号，以根据这些信号，通过计算处理而执行各种控制。

在上述各种传感器中，有检测曲轴转角的曲轴转角传感器21、检测内燃机1的进气量的空气流量计22、检测车速的车速传感器23、检测油箱5中压力的压力传感器24、以及检测油箱5中油位的油位传感器25。

此处，在内燃机1停止工作之后，控制单元20进行燃油蒸汽净化系统中的泄漏诊断。

为进行泄漏诊断，设置有用于开启/关闭新空气入口9的排放截止阀12，并设置有用于将空气送入蒸发通路6的气泵13。

气泵13的排气口通过空气供应管14连接到蒸汽通路6上。

在空气供应管14的中间设置有止回阀15。

另外，在气泵13的入口侧设置有空气清洁器17。

在内燃机停止之后经过一段等待时间，控制单元20才开始泄漏诊断。

在泄漏诊断中，首先，净化控制阀11和排放截止阀12被控制为关闭，从而封闭了一段包括油箱5、蒸发通路6、滤罐7和净化控制阀11上游的净化通路10在内的诊断区段。

接着，控制单元20利用气泵13将空气供应给该诊断区段以对其进行加压。

随后，根据加压时油箱5中的压力或气泵13的负载，判断诊断区段中是否发生了泄漏。

注意，可根据诊断区段被加压后的压力泄漏来诊断是否发生了泄漏。

另外，也可利用气泵13对该诊断区段进行减压，从而根据此时的压力变化来诊断是否发生泄漏。

图2的流程图示出了由控制单元20进行的泄漏诊断的第一实施例。

在步骤S1中，判断内燃机1是否已经停止工作。

随后，如果内燃机1已经停止工作，则控制进行到步骤S2。

通过检测车辆的点火开关从开变为关的时间，或根据来自曲柄转角传感器21的信号判定内燃机1停转来判定内燃机1停止工作。

在步骤S2中，计算从内燃机1停止工作到开始泄漏诊断的等待时间。

按照下面(1)到(16)中的任意一项来计算等待时间。

(1)预先存储的固定时间

(2)依据在内燃机的工作期间或工作停止时的燃油状态(温度和/或燃油特性)设置的时间；

(3)依据内燃机工作期间或工作停止时的内燃机工作状况(发动机转速、发动机负载等)设置的时间；

(4)依据内燃机工作期间车辆的晃动、振动、加速度设置的时间；

(5)依据内燃机工作期间或工作停止时的环境空气温度设置的时间；

(6)依据内燃机工作期间或工作停止时的大气压力或大气压力变化设置的时间；

(7)依据内燃机工作期间或工作停止时的高度设置的时间；

(8)依据内燃机工作期间或工作停止时车辆各部件(如发动机舱)的温度设置的时间；

(9)依据内燃机工作期间或工作停止时油箱中的油位设置的时间；

(10)依据油箱的容积和形状设置的时间；

(11)依据内燃机停止工作时或刚停止工作时，油箱或蒸汽净化管路中的压力设置的时间；

(12)依据内燃机工作期间散热风扇的工作频率或工作次数设置的时间；

(13)依据内燃机工作期间，发动机进气量、节气门开度或油门开度的积分值、平均值、标准偏差等设置的时间；

(14)依据内燃机工作期间调温器的工作状态设置的时间；

(15)依据内燃机工作期间的运行距离、运行时间和车速设置的时间；

(16)依据内燃机停止工作之前的固定时间内的发动机工作状况(发动机负载、发动机转速等)设置的时间。

在上述(1)到(16)中，(5)到(7)根据内燃机的环境条件计算等待时间，其中在燃油容易蒸发的条件下，所设置的等待时间更长。

另外，(3)、(4)、(8)和(12)到(16)根据与燃油温度相关的数据计算等待时间，其中通过估计燃油温度来计算等待时间。

于是，燃油温度的检测结果或燃油温度的估计结果越高，则设置的等待时间越长。

(4)中的车辆晃动、振动、加速度，(13)中的发动机进气量、节气门开度或油门开度，(15)中的运行距离和运行时间都是与发动机温度相关的数据，因而，可以根据这些数据来估计燃油温度。

另外，(12)中的散热风扇的工作频率或工作次数、(14)中的恒温器的工作状态(工作次数、工作频率、工作时间等)都是与冷却水的温度相关的数据，因而，可以根据这些数据来估计燃油的温度。

另外，如果如(16)所示，仅在内燃机刚刚停止工作之前的固定时间内判断内燃机的工作状态，则可高精度地估计内燃机停止时的温度状态。

另一方面，在(9)中，在依据油位设置等待时间时，油位越高则所设置的等待时间越长。

在(10)中，在依据油箱的容积和形状设置等待时间时，依据容积和形状等考虑燃油蒸发的难易来设置等待时间。

在(11)中，在依据油箱或蒸汽净化管路中的压力设置等待时间时，发动机刚停止时压力越高或压力的升速越高，则所设置的等待时间越长。

(2)中的燃油特性是指挥发性，因而温度越高或挥发性越大，则所设置的等待时间越长。

注意，可以组合多个上述(2)到(16)中示出的参数以设置等待时间。

如果在步骤S2中计算了等待时间，则控制进入步骤S3。

在步骤S3中，判断步骤S2中计算的时间是否已经过去。

随后，如果判定在内燃机停止之后已经经过了所计算的等待时间，则控制进入步骤S4。

在步骤S4中，通过气泵13对诊断区段进行加压或减压，并根据此时油箱5中的压力或气泵13的负载来诊断是否发生了泄漏(参照图3)。

因而，如果从内燃机停止工作后经过一段等待时间才开始进行泄漏诊断，则可以避免在燃油大量蒸发的条件下进行泄漏诊断，从而可以提高根据油箱5中的压力或气泵13的负载进行的泄漏诊断的精度。

具体地，如果不是把等待时间设置为固定值，而是根据燃油温度、燃油特性、油位和环境条件进行计算，则可最大限度地缩短等待时间，同时避免在燃油大量蒸发的条件下进行泄漏诊断。

注意，在等待时间过去之前的期间中，控制单元20无需保持正常工作状态。

因而，在等待时间内，可将控制单元20切换到低功耗模式以降低功耗。

另外，在等待时间内，可停止控制单元20的工作，并操作测量等待时间的计时器，从而在计时器测量到等待时间已经过去时重新激活控制单元20。

图4的流程图示出了由控制单元20进行的泄漏诊断的第二实施例。

在步骤S11中，判断内燃机1的工作是否停止。如果内燃机1已经停止，则控制进入步骤S12。

在步骤S12中，读取用于判断泄漏诊断开始的检测数据。

使用下列的任一种作为检测数据。

(1)燃油温度、冷却水温度和内燃机各部件的温度

(2)车辆各部件的温度

(3)燃油温度

(4)环境空气温度

(5)油箱或蒸汽净化管路中的压力

在步骤S13中，将步骤S12中读取的各检测数据与阈值相比较，以判断燃油蒸发是否基本结束。

具体地，当(1)到(4)的各温度条件低于基准温度时，或当(5)中的压力条件低于预定压力时，判断燃油蒸发已基本结束，已满足诊断开始条件。

随后，在判断出已满足诊断开始条件之前，重复步骤12中的检测数据读取和步骤13中的判断。

如果步骤S13中判定已满足诊断开始条件，则控制进入步骤S14。

在步骤S14中，通过气泵13对诊断区段进行加压或减压，并根据此时油箱5中的压力或气泵13的负载进行泄漏诊断。

依据上述构成，通过连续监测压力或温度的变化来检测燃油蒸发已经完成。因而，可高精度地避免在燃油大量蒸发的条件下进行泄漏诊断，并可防止不必要地延长等待时间。

注意，可将第一实施例中的基于内燃机工作停止时计算的等待时间的泄漏诊断开始控制和第二实施例中的基于温度或压力条件的泄漏诊断开始控制相组合。

具体地，在内燃机停止工作时计算的等待时间已经过去时，判断此时温度或压力条件是否满足可以开始泄漏诊断的条件。如果温度或压力条件满足可以进行泄漏诊断的条件，则立即开始泄漏诊断。另一方面，在等待时间已经过去时温度或压力条件表明燃油蒸发尚未结束的情况下，延长等待时间，或取消诊断。

依据上述构成，在等待时间期间，无需监测温度或压力条件，从而可以降低控制单元20的功耗，另一方面，根据温度或压力条件判断是否可以进行泄漏诊断。因而，可高精度地判定燃油蒸发的结束，以开始泄漏诊断。

本文通过引用并入2003年10月16日提交的日本专利申请No.2003-356893的全部内容，并要求该申请的优先权。

虽然只选择了选定的几个实施例来说明本发明，但对本领域技术人员来说，很显然可以在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下进行各种变化和改进。

另外，对依据本发明的实施例的前述描述仅仅是说明性的，而不是对所附权利要求及其等同所限定的本发明的限制。

Claims

1、一种用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，所述燃油蒸汽净化系统将油箱中产生的燃油蒸汽吸附到滤罐中，并将吸附到所述滤罐中的燃油蒸汽吹送到内燃机的进气通路中，所述诊断设备包括：

压力发生器，用于强行改变包含所述油箱在内的封闭净化通路内的压力；

压力检测器，其检测所述净化通路内的压力；

诊断器，其利用所述压力发生器强行改变所述净化通路内的压力，并接收来自所述压力检测器的检测信号，以诊断所述净化通路内是否发生了泄漏，

其中，所述诊断器在所述内燃机停止工作之后经过一段等待期间才开始诊断过程。

2、根据权利要求1所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，

其特征在于，当所述内燃机已经停止工作时，所述诊断器计算限定所述等待期间的等待时间，并在所述内燃机停止工作之后又经过了所述等待时间才开始所述诊断过程。

3、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

燃油温度检测器，用于检测所述油箱中的燃油温度，

其中所述诊断器根据所述燃油温度检测器检测的燃油温度计算所述等待时间。

4、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

燃油温度估计器，用于估计所述油箱中的燃油温度，

其中，所述诊断器根据所述燃油温度估计器估计的燃油温度计算所述等待时间。

5、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

燃油特性检测器，用于检测所述油箱中的燃油特性，

其中，所述诊断器根据所述燃油特性检测器检测的燃油特性计算所述等待时间。

6、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

油位检测器，用于检测所述油箱中的油位，

其中，所述诊断器根据所述油位检测器检测的所述油位计算所述等待时间。

7、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

环境条件检测器，用于检测所述内燃机的环境条件，

其中，所述诊断器根据所述环境条件检测器检测的所述内燃机的环境条件计算所述等待时间。

8、根据权利要求2所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，

其中，所述诊断器根据所述压力检测器检测的压力计算所述等待时间。

9、根据权利要求1所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，还包括：

诊断开始条件检测器，用于检测诊断开始条件，

其中，所述诊断器把所述内燃机停止工作之后直至检测到所述诊断开始条件的期间设定为所述等待期间。

10、根据权利要求9所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，

其中，所述诊断开始条件检测器：

包括检测燃油的环境温度的环境温度检测器，并且

作为所述诊断开始条件，检测所述内燃机停止工作之后所述环境温度是否低于一个阈值。

11、根据权利要求9所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，

其中，所述诊断开始条件检测器：

包括检测所述油箱中的燃油温度的燃油温度检测器，并且

作为所述诊断开始条件，检测所述内燃机停止工作之后所述燃油温度是否低于一个阈值。

12、根据权利要求9所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，

其中，所述诊断开始条件检测器：

作为所述诊断开始条件，检测所述内燃机停止工作之后由所述压力检测器检测到的所述压力是否低于一个阈值。

13、一种用于燃油蒸汽净化系统的诊断设备，所述燃油蒸汽净化系统将油箱中产生的燃油蒸汽吸附到滤罐中，并将吸附到所述滤罐中的燃油蒸汽吹送到内燃机的进气通路中，所述诊断设备包括：

压力发生装置，用于强行改变包含所述油箱在内的封闭净化通路内的压力；

压力检测装置，用于检测所述净化通路内的压力；

诊断装置，其利用所述压力发生装置强行改变所述净化通路内的压力，并接收来自所述压力检测装置的检测信号，以诊断所述净化通路内是否发生了泄漏，

其中，所述诊断工具在所述内燃机停止工作之后经过一段等待期间才开始诊断处理。

14、一种用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，所述燃油蒸汽净化系统将油箱中产生的燃油蒸汽吸附到滤罐中，并将吸附到所述滤罐中的燃油蒸汽吹送到内燃机的进气通路，所述方法包括：

判断所述内燃机停止工作之后是否已经经过了一段等待期间；

在经过所述等待期间之后，强行改变包含所述油箱在内的封闭净化通路内的压力；

检测所述净化通路内的压力；以及

根据所检测的压力，诊断所述净化通路内是否发生了泄漏。

15、根据权利要求14所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，还包括以下步骤：

计算限定所述等待期间的等待时间。

16、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

检测所述油箱中的燃油温度，以及

根据所检测的燃油温度计算所述等待时间。

17、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

估计所述油箱中的燃油温度；

根据所估计的燃油温度计算所述等待时间。

18、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

检测所述油箱中的燃油特性；以及

根据所检测的燃油特性计算所述等待时间。

19、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

检测所述油箱中的油位；以及

根据所检测的油位计算所述等待时间。

20、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

检测所述内燃机的环境条件；以及

根据所检测的环境条件计算所述等待时间。

21、根据权利要求15所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述计算等待时间的步骤包括：

检测所述净化通路中的压力；

根据所检测的压力计算所述等待时间。

22、根据权利要求14所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述判断是否已经经过了所述等待期间的步骤包括：

检测诊断开始条件；以及

在所述内燃机停止工作之后，在检测到所述诊断开始条件时，判定已经经过了所述等待期间。

23、根据权利要求22所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述检测诊断开始条件的步骤包括：

检测燃油的环境温度，以及

在所述内燃机停止工作之后，判断所述环境温度是否低于一个阈值。

24、根据权利要求22所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述检测诊断开始条件的步骤包括：

检测所述油箱中的燃油温度，以及

在所述内燃机停止工作之后，判断所述燃油温度是否低于一个阈值。

25、根据权利要求22所述的用于燃油蒸汽净化系统的诊断方法，

其中，所述检测诊断开始条件的步骤包括：

检测所述净化通路中的压力；以及

在所述内燃机停止工作之后，判断所述压力是否低于一个阈值。