專利名稱：炭罐流量的診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種汽車電子控制技術(shù)，特別是涉及一種蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)中的診斷技木。
背景技術(shù)：
為了防止油箱中的燃油揮發(fā)到大氣中，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都設(shè)計(jì)有蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖1，這是現(xiàn)有的蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。盛放燃油的油箱(tank)10中有第一管道15通到炭罐(canister)20中的活性炭之中。炭罐20中盛放有用于吸附燃油蒸氣的活性炭。炭罐20另有第二管道25通到進(jìn)氣歧管(intake manifold)30中的節(jié)氣門(throttle)32之后、壓カ傳感器(P Sensor)之前。在該第二管道25上設(shè)有炭罐控制 閥(CPV)21。所述進(jìn)氣歧管30中沿進(jìn)氣方向依次設(shè)有空氣流量計(jì)(HFM)31、節(jié)氣門32和壓力傳感器33，空氣流量計(jì)31和壓カ傳感器33可省略任意ー個(gè)。上述蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)的工作原理為油箱10中揮發(fā)出來(lái)的燃油蒸氣通過(guò)第一管道15進(jìn)入炭罐20并被其中的活性炭吸附。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)氣歧管30內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，吸引新鮮空氣進(jìn)入炭罐20，將活性炭中所吸附的燃油蒸氣脫附出來(lái)。新鮮空氣與燃油蒸氣的混合氣由第二管道25進(jìn)入進(jìn)氣歧管30，最終重新進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒。上述過(guò)程稱為新鮮空氣對(duì)炭罐20的沖洗，這樣既能降低燃油蒸發(fā)物排放到大氣中，又能實(shí)現(xiàn)活性炭的反復(fù)利用。目前使用最多的炭罐控制閥是TEV2，其內(nèi)部設(shè)有電磁線圈，受電子控制器所輸出的PWM (脈寬調(diào)制信號(hào))驅(qū)動(dòng)，根據(jù)PWM信號(hào)的占空比而改變開度，從而實(shí)現(xiàn)不同エ況下的沖洗氣流要求。沖洗炭罐過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生如下故障。ー種是管道堵塞，即第二管道25被部分或全部堵塞。另ー種是閥卡住，即炭罐控制閥21卡在全開、全關(guān)、或部分開度的位置上，無(wú)法再根據(jù)PWM信號(hào)的占空比而改變開度。正常情況下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS，EngineManagement System)可根據(jù)控制炭罐控制閥21開度的PWM信號(hào)計(jì)算出通過(guò)第二管道25的油氣混合氣的流量，該計(jì)算值與實(shí)際值基本一致。一旦發(fā)生管道堵塞和/或閥卡住，則該計(jì)算值就會(huì)與實(shí)際值產(chǎn)生偏差。在蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)中，并沒(méi)有設(shè)置用來(lái)檢測(cè)從炭罐通過(guò)第二管道的油氣混合氣的流量(簡(jiǎn)稱為炭罐流量)的傳感器。目前EMS系統(tǒng)是通過(guò)ー套復(fù)雜的診斷邏輯來(lái)判斷炭罐流量是否存在故障的。該診斷邏輯包括被動(dòng)診斷和主動(dòng)診斷兩個(gè)階段。所述被動(dòng)診斷是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，EMS系統(tǒng)先關(guān)閉炭罐控制閥,此時(shí)理論上應(yīng)該沒(méi)有通過(guò)第二管道的氣體流量，EMS系統(tǒng)計(jì)算的兩個(gè)值——混合氣自學(xué)習(xí)值應(yīng)為0，混合氣控制fr應(yīng)為I。如果前者近似為O且后者近似為1，則EMS系統(tǒng)仍維持被動(dòng)診斷；否則就進(jìn)入主動(dòng)診斷。然后EMS系統(tǒng)開啟炭罐控制閥，此時(shí)燃油噴射裝置的噴油時(shí)間理論上會(huì)明顯減少。如果噴油時(shí)間的減少超過(guò)一定閾值，則EMS系統(tǒng)判定炭罐流量無(wú)故障，且仍維持被動(dòng)診斷；否則就進(jìn)入主動(dòng)診斷。
所述主動(dòng)診斷是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到怠速エ況吋，EMS系統(tǒng)開啟炭罐控制閥，此時(shí)經(jīng)過(guò)第二管道的混合氣理論上會(huì)導(dǎo)致混合氣控制fr或發(fā)動(dòng)機(jī)功率至少之ー發(fā)生變化。如果這兩個(gè)值中至少有ー個(gè)發(fā)生變化，則判定燃油蒸氣回收管道無(wú)故障，且返回被動(dòng)診斷；否則就判定炭罐流量有故障。上述炭罐流量的診斷方法與進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣計(jì)算、節(jié)氣門控制以及怠速控制相互結(jié)合、相互影響，因而診斷邏輯非常復(fù)雜。而進(jìn)氣歧管測(cè)量進(jìn)氣量的器件也有所不同，更加劇了診斷的復(fù)雜程度。有些進(jìn)氣歧管采用空氣流量計(jì)測(cè)量進(jìn)氣量，此時(shí)由第二管道進(jìn)入的混合氣并未被計(jì)入。另ー些進(jìn)氣歧管3用壓カ傳感器測(cè)量進(jìn)氣量，此時(shí)由第二管道進(jìn)入的混合氣被計(jì)入內(nèi)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的炭罐流量的診斷方法只能可靠地診斷出如下故障I、第二管道完全堵塞；2、炭罐控制閥卡在全開或全關(guān)處。 對(duì)于以下情況，現(xiàn)有的炭罐流量的診斷方法無(wú)法可靠識(shí)別出I、第二管道部分堵塞；2、炭罐控制閥卡在部分開度的位置。由于現(xiàn)有的炭罐流量的診斷方法不僅診斷過(guò)程復(fù)雜、匹配難度較大且成本較高，而且只能診斷出燃油蒸氣回收管道的部分故障，因此通常都在EMS系統(tǒng)中將該診斷功能關(guān)閉。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)中的炭罐流量的診斷方法，以克服現(xiàn)有診斷方法不可靠、診斷過(guò)程復(fù)雜等缺點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法為當(dāng)車輛進(jìn)入滑行斷油エ況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號(hào)，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測(cè)進(jìn)氣歧管中的壓カ是否隨之變化；如果是，則判定炭罐流量正常；如果否，則判定炭罐流量出現(xiàn)故障。本申請(qǐng)可以有效地診斷炭罐流量的故障，包括管道堵塞和閥卡住，并具有診斷過(guò)程簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
圖I是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第一實(shí)施例的流程圖；圖3是本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法判定故障類型的流程圖；圖4是本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第二實(shí)施例的流程圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明10為油箱；15為第一管道；20為炭罐；21為炭罐控制閥；25為第二管道；30為進(jìn)氣歧管；31為空氣流量計(jì)；32為節(jié)氣門；33為壓カ傳感器。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法適用于這樣的蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖1，進(jìn)氣歧管30內(nèi)沿著進(jìn)氣方向依次設(shè)有節(jié)氣門32與壓カ傳感器33，壓カ傳感器33用于檢測(cè)進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓力。第二管道25連接炭罐20與進(jìn)氣歧管30。第二管道25連接到進(jìn)氣歧管30中的位置，在節(jié)氣門32之后、壓カ傳感器33之前。炭罐調(diào)節(jié)閥21設(shè)置在第二管道25上。圖I中的空氣流量計(jì)31在本申請(qǐng)中可以省略掉。請(qǐng)參閱圖2,本申請(qǐng)?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第一實(shí)施例包括首先，EMS系統(tǒng)等待車輛進(jìn)入滑行斷油エ況。所述滑行斷油エ況是指車輛同時(shí)滿足以下三個(gè)條件車輛具有一定速度(> O)、燃油噴射裝置不噴油、節(jié)氣門全關(guān)。然后，EMS系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥21開度的電子信號(hào)，并同步偵測(cè)進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓力。正常情況下，炭罐控制閥21的開度受電子信號(hào)的控制而改變。例如所述電子信號(hào)為PWM信號(hào)，炭罐控制閥21的開度與該P(yáng)WM信號(hào)的占空比成線性比例關(guān)系。該P(yáng)WM信號(hào) 的占空比變大，則炭罐控制閥21的開度増大，則進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ升高；反之亦然。進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ由進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ傳感器33測(cè)量得到。如果進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ與所述電子信號(hào)對(duì)炭罐控制閥31的開度控制同步增大或減小，則EMS系統(tǒng)判定炭罐流量正常。否則，EMS系統(tǒng)判定炭罐流量出現(xiàn)故障。上述第一實(shí)施例中，“EMS系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥21開度的電子信號(hào)”可優(yōu)化為對(duì)所述電子信號(hào)的調(diào)節(jié)覆蓋使炭罐控制閥21從全關(guān)(開度為O)到全開(開度為100%)的全過(guò)程、以及從全開到全關(guān)的全過(guò)程。這樣做的目的是為了全面地診斷炭罐控制閥的各種類型故障，因?yàn)橛行╅y卡住的故障只在炭罐控制閥21的開度增大或減小的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，甚至只在炭罐控制閥21全關(guān)或全開時(shí)才會(huì)發(fā)生。上述第一實(shí)施例對(duì)炭罐流量的診斷原理為當(dāng)車輛進(jìn)入滑行斷油エ況時(shí)，進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度很高，而且進(jìn)氣歧管壓カ相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)，炭罐控制閥的開啟對(duì)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力作用明顯，炭罐控制閥的開度和進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓カ存在線性關(guān)系。通過(guò)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力，可以診斷炭罐控制閥的卡住故障與第二管道的堵塞故障。EMS系統(tǒng)中記錄有正常情況下炭罐控制閥21的不同開度所對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓力。我們將正常情況下炭罐控制閥21全關(guān)時(shí)，進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ稱為最低值；炭罐控制閥21全開時(shí)，進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ稱為最高值。那么在炭罐控制閥21處于某個(gè)中間開度時(shí)，進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ介于最低值與最高值之間。請(qǐng)參閱圖3，本申請(qǐng)?jiān)谂卸ㄌ抗蘖髁砍霈F(xiàn)故障時(shí)，還對(duì)各種故障類型的判定如下其一，在所述電子信號(hào)控制炭罐控制閥21開啟和關(guān)閉的全過(guò)程中，如果進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ無(wú)變化(或變化量很小，可近似為無(wú)變化)且為最低值，則EMS系統(tǒng)判定第二管道25完全堵塞、或炭罐控制閥21卡死在全關(guān)位置。如果進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ無(wú)變化且為最高值，則EMS系統(tǒng)判定炭罐控制閥21卡死在全開位置。如果進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ無(wú)變化且在最低值與最高值之間，則EMS系統(tǒng)判定炭罐控制閥21卡死在某個(gè)中間開度位置，還可根據(jù)壓カ值反推出炭罐控制閥21卡死在哪個(gè)開度位置。其ニ，在不符合上述第一項(xiàng)條件的前提下，EMS系統(tǒng)判定炭罐控制閥21是正常的。此時(shí)當(dāng)炭罐控制閥21的開度達(dá)到目標(biāo)位置吋，進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ與該目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的正常壓カ一致(或雖不一致，但兩者之間的偏差很小，兩者近似一致)，則EMS系統(tǒng)判定第ニ管道25也正常；否則，EMS系統(tǒng)判定第二管道25部分堵塞。因此，上述第一實(shí)施例可以診斷出如下故障I、第二管道完全堵塞或炭罐控制閥卡在全關(guān)處。2、炭罐控制閥卡在全開處。3、炭罐控制閥卡在部分開度的位置。4、第二管道部分堵塞。上述第一實(shí)施例仍不完美，由于在滑行斷油エ況下開啟炭罐控制閥會(huì)使燃油蒸氣直接排入大氣，造成環(huán)境污染。因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝肆愆`種炭罐流量的診斷方法，如圖3所示。其在進(jìn)行炭罐流量的故障診斷之前，首先判斷炭罐內(nèi)的燃油蒸氣的濃度，只有當(dāng)濃度小 于一定閥值(接近新鮮空氣)，或者炭罐沖洗時(shí)間超過(guò)一定閥值時(shí)才允許進(jìn)行燃油蒸氣回收管道的故障診斷。請(qǐng)參閱圖4，本申請(qǐng)?zhí)抗蘅刂崎y的診斷方法的第二實(shí)施例包括首先，EMS系統(tǒng)等待炭罐20內(nèi)的燃油蒸氣濃度小于某ー閥值、且車輛進(jìn)入滑行斷油エ況。只要發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)氣歧管內(nèi)就為負(fù)壓狀態(tài)，新鮮空氣對(duì)炭罐的沖洗就在不斷進(jìn)行，炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度就不可能上升。該燃油蒸氣濃度是EMS系統(tǒng)根據(jù)車輛實(shí)際狀況的測(cè)量，計(jì)算得到的。所述閾值表示允許將炭罐內(nèi)的燃油蒸氣排放到大氣中的量，其設(shè)置得越小，對(duì)環(huán)境的污染就越少。例如，該閥值可設(shè)置為，使炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度很低，即流經(jīng)第二管道的油氣混合氣接近于新鮮空氣。接著，EMS系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥21開度的電子信號(hào)，并同步偵測(cè)進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ。如果進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓カ與所述電子信號(hào)對(duì)炭罐控制閥21的開度控制同步增大或減小，則EMS系統(tǒng)判定炭罐流量正常。否則，EMS系統(tǒng)判定炭罐流量出現(xiàn)故障。所述“炭罐20內(nèi)的燃油蒸氣濃度小于某ー閥值”可替換為“炭罐沖洗時(shí)間超過(guò)一定閥值”，這是由于對(duì)炭罐20的持續(xù)沖洗時(shí)間與炭罐20內(nèi)的燃油蒸氣濃度之間存在線性比例關(guān)系，因而取任一個(gè)作為條件均可。上述第二實(shí)施例相當(dāng)于只在炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度較低時(shí)，才運(yùn)行第一實(shí)施例所述的診斷方法，雖然炭罐內(nèi)的燃油蒸氣仍然會(huì)排入大氣，但污染程度將大為降低。以上僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本申請(qǐng)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種炭罐流量的診斷方法，其特征是，當(dāng)車輛進(jìn)入滑行斷油工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號(hào)，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測(cè)進(jìn)氣歧管中的壓力是否隨之變化； 如果是，則判定炭罐流量正常； 如果否，則判定炭罐流量出現(xiàn)故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，所述滑行斷油工況是指車輛同時(shí)滿足以下三個(gè)條件車輛具有大于O的速度、燃油噴射裝置不噴油、節(jié)氣門全關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，所述調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號(hào)，覆蓋使炭罐控制閥從全關(guān)到全開的全過(guò)程、以及從全開到全關(guān)的全過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，所述電子信號(hào)為PWM信號(hào)，炭罐控制閥的開度與該P(yáng)WM信號(hào)的占空比成線性比例關(guān)系d_PWM信號(hào)的占空比變大，則炭罐控制閥的開度增大，則進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力升高；反之亦然。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，將炭罐控制閥全關(guān)、全開時(shí)，進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力分別稱為最低值、最高值； 當(dāng)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力無(wú)變化且為最低值，則判定安裝有炭罐控制閥的管道完全堵塞、或炭罐控制閥卡在全關(guān)位置； 當(dāng)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力無(wú)變化且為最高值，則判定炭罐控制閥卡在全開位置； 當(dāng)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力無(wú)變化且在最低值與最高值之間，則判定炭罐控制閥卡在中間開度； 當(dāng)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力有變化，則判定炭罐控制閥正常。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，當(dāng)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力有變化，但當(dāng)炭罐控制閥的達(dá)到目標(biāo)開度時(shí)，進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力未達(dá)到該目標(biāo)開度所對(duì)應(yīng)的壓力，則判定安裝有炭罐控制閥的管道部分堵塞；否則判定安裝有炭罐控制閥的管道正常。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，只在炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度小于閾值且車輛進(jìn)入滑行斷油工況時(shí)，才啟動(dòng)所述診斷方法；所述閾值表示允許將炭罐內(nèi)的燃油蒸氣排放到大氣中的量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的炭罐流量的診斷方法，其特征是，所述“炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度小于閾值”的條件改為“炭罐沖洗時(shí)間大于閥值”的條件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種炭罐流量的診斷方法，當(dāng)車輛進(jìn)入滑行斷油工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號(hào)，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測(cè)進(jìn)氣歧管中的壓力變化速度是否隨之變化；如果是，則判定炭罐流量正常；如果否，則判定炭罐流量出現(xiàn)故障。本發(fā)明可以有效地檢測(cè)炭罐控制閥的卡死或管道堵塞故障，并具有診斷過(guò)程簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M25/08GK102678396SQ201210140908
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者李君 , 趙燕 申請(qǐng)人:聯(lián)合汽車電子有限公司