專利名稱：炭罐流量的診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請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)動機都設(shè)計有蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)。請參閱圖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。所述進氣歧管30中沿進氣方向依次設(shè)有空氣流量計(HFM)31、節(jié)氣門32和壓力傳感器33，空氣流量計31和壓カ傳感器33可省略任意ー個。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)出來的燃油蒸氣通過第一管道15進入炭罐20并被其中的活性炭吸附。當發(fā)動機運行時，進氣歧管30內(nèi)呈負壓狀態(tài)，吸引新鮮空氣進入炭罐20，將活性炭中所吸附的燃油蒸氣脫附出來。新鮮空氣與燃油蒸氣的混合氣由第二管道25進入進氣歧管30，最終重新進入發(fā)動機中燃燒。上述過程稱為新鮮空氣對炭罐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)驅(qū)動，根據(jù)PWM信號的占空比而改變開度，從而實現(xiàn)不同エ況下的沖洗氣流要求。沖洗炭罐過程中可能會發(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，無法再根據(jù)PWM信號的占空比而改變開度。正常情況下汽車發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS，EngineManagement System)可根據(jù)控制炭罐控制閥21開度的PWM信號計算出通過第二管道25的油氣混合氣的流量，該計算值與實際值基本一致。一旦發(fā)生管道堵塞和/或閥卡住，則該計算值就會與實際值產(chǎn)生偏差。在蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)中，并沒有設(shè)置用來檢測從炭罐通過第二管道的油氣混合氣的流量(簡稱為炭罐流量)的傳感器。目前EMS系統(tǒng)是通過ー套復(fù)雜的診斷邏輯來判斷炭罐流量是否存在故障的。該診斷邏輯包括被動診斷和主動診斷兩個階段。所述被動診斷是指當發(fā)動機啟動后，EMS系統(tǒng)先關(guān)閉炭罐控制閥,此時理論上應(yīng)該沒有通過第二管道的氣體流量，EMS系統(tǒng)計算的兩個值——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)仍維持被動診斷；否則就進入主動診斷。然后EMS系統(tǒng)開啟炭罐控制閥，此時燃油噴射裝置的噴油時間理論上會明顯減少。如果噴油時間的減少超過一定閾值，則EMS系統(tǒng)判定炭罐流量無故障，且仍維持被動診斷；否則就進入主動診斷。
所述主動診斷是指當發(fā)動機運行到怠速エ況吋，EMS系統(tǒng)開啟炭罐控制閥，此時經(jīng)過第二管道的混合氣理論上會導(dǎo)致混合氣控制fr或發(fā)動機功率至少之ー發(fā)生變化。如果這兩個值中至少有ー個發(fā)生變化，則判定燃油蒸氣回收管道無故障，且返回被動診斷；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氣歧管的進氣計算、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。而進氣歧管測量進氣量的器件也有所不同，更加劇了診斷的復(fù)雜程度。有些進氣歧管采用空氣流量計測量進氣量，此時由第二管道進入的混合氣并未被計入。另ー些進氣歧管3用壓カ傳感器測量進氣量，此時由第二管道進入的混合氣被計入內(nèi)。測試發(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。 對于以下情況，現(xiàn)有的炭罐流量的診斷方法無法可靠識別出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
本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車發(fā)動機的蒸發(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、診斷過程復(fù)雜等缺點。為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法為當車輛進入滑行斷油エ況時，發(fā)動機管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測進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，并具有診斷過程簡單、成本較低的優(yōu)點。


圖I是汽車發(fā)動機的蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本申請?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第一實施例的流程圖；圖3是本申請?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?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第二實施例的流程圖。圖中附圖標記說明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為進氣歧管；31為空氣流量計；32為節(jié)氣門；33為壓カ傳感器。
具體實施例方式本申請?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)。請參閱圖1，進氣歧管30內(nèi)沿著進氣方向依次設(shè)有節(jié)氣門32與壓カ傳感器33，壓カ傳感器33用于檢測進氣歧管30內(nèi)的壓力。第二管道25連接炭罐20與進氣歧管30。第二管道25連接到進氣歧管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31在本申請中可以省略掉。請參閱圖2,本申請?zhí)抗蘖髁康脑\斷方法的第一實施例包括首先，EMS系統(tǒng)等待車輛進入滑行斷油エ況。所述滑行斷油エ況是指車輛同時滿足以下三個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，并同步偵測進氣歧管30內(nèi)的壓力。正常情況下，炭罐控制閥21的開度受電子信號的控制而改變。例如所述電子信號為PWM信號，炭罐控制閥21的開度與該PWM信號的占空比成線性比例關(guān)系。該PWM信號 的占空比變大，則炭罐控制閥21的開度増大，則進氣歧管30內(nèi)的壓カ升高；反之亦然。進氣歧管30內(nèi)的壓カ由進氣歧管30內(nèi)的壓カ傳感器33測量得到。如果進氣歧管30內(nèi)的壓カ與所述電子信號對炭罐控制閥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”可優(yōu)化為對所述電子信號的調(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%)的全過程、以及從全開到全關(guān)的全過程。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，因為有些閥卡住的故障只在炭罐控制閥21的開度增大或減小的過程中才會發(fā)生，甚至只在炭罐控制閥21全關(guān)或全開時才會發(fā)生。上述第一實施例對炭罐流量的診斷原理為當車輛進入滑行斷油エ況時，進氣歧管內(nèi)的真空度很高，而且進氣歧管壓カ相對穩(wěn)定。此時，炭罐控制閥的開啟對進氣歧管內(nèi)的壓力作用明顯，炭罐控制閥的開度和進氣歧管內(nèi)的壓カ存在線性關(guān)系。通過進氣歧管內(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的不同開度所對應(yīng)的進氣歧管30內(nèi)的壓力。我們將正常情況下炭罐控制閥21全關(guān)時，進氣歧管30內(nèi)的壓カ稱為最低值；炭罐控制閥21全開時，進氣歧管30內(nèi)的壓カ稱為最高值。那么在炭罐控制閥21處于某個中間開度時，進氣歧管30內(nèi)的壓カ介于最低值與最高值之間。請參閱圖3，本申請在判定炭罐流量出現(xiàn)故障時，還對各種故障類型的判定如下其一，在所述電子信號控制炭罐控制閥21開啟和關(guān)閉的全過程中，如果進氣歧管30內(nèi)的壓カ無變化(或變化量很小，可近似為無變化)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。如果進氣歧管30內(nèi)的壓カ無變化且為最高值，則EMS系統(tǒng)判定炭罐控制閥21卡死在全開位置。如果進氣歧管30內(nèi)的壓カ無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卡死在哪個開度位置。其ニ，在不符合上述第一項條件的前提下，EMS系統(tǒng)判定炭罐控制閥21是正常的。此時當炭罐控制閥21的開度達到目標位置吋，進氣歧管30內(nèi)的壓カ與該目標位置所對應(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。上述第一實施例仍不完美，由于在滑行斷油エ況下開啟炭罐控制閥會使燃油蒸氣直接排入大氣，造成環(huán)境污染。因此，本申請?zhí)峁┝肆愆`種炭罐流量的診斷方法，如圖3所示。其在進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，只有當濃度小 于一定閥值(接近新鮮空氣)，或者炭罐沖洗時間超過一定閥值時才允許進行燃油蒸氣回收管道的故障診斷。請參閱圖4，本申請?zhí)抗蘅刂崎y的診斷方法的第二實施例包括首先，EMS系統(tǒng)等待炭罐20內(nèi)的燃油蒸氣濃度小于某ー閥值、且車輛進入滑行斷油エ況。只要發(fā)動機處于運行狀態(tài)，進氣歧管內(nèi)就為負壓狀態(tài)，新鮮空氣對炭罐的沖洗就在不斷進行，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)車輛實際狀況的測量，計算得到的。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，并同步偵測進氣歧管30內(nèi)的壓カ。如果進氣歧管30內(nèi)的壓カ與所述電子信號對炭罐控制閥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“炭罐沖洗時間超過一定閥值”，這是由于對炭罐20的持續(xù)沖洗時間與炭罐20內(nèi)的燃油蒸氣濃度之間存在線性比例關(guān)系，因而取任一個作為條件均可。上述第二實施例相當于只在炭罐內(nèi)的燃油蒸氣濃度較低時，才運行第一實施例所述的診斷方法，雖然炭罐內(nèi)的燃油蒸氣仍然會排入大氣，但污染程度將大為降低。以上僅為本申請的優(yōu)選實施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種炭罐流量的診斷方法，其特征是，當車輛進入滑行斷油工況時，發(fā)動機管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測進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滿足以下三個條件車輛具有大于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，覆蓋使炭罐控制閥從全關(guān)到全開的全過程、以及從全開到全關(guān)的全過程。
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，所述電子信號為PWM信號，炭罐控制閥的開度與該PWM信號的占空比成線性比例關(guān)系d_PWM信號的占空比變大，則炭罐控制閥的開度增大，則進氣歧管內(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，進氣歧管內(nèi)的壓力分別稱為最低值、最高值； 當進氣歧管內(nèi)的壓力無變化且為最低值，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； 當進氣歧管內(nèi)的壓力無變化且為最高值，則判定炭罐控制閥卡在全開位置； 當進氣歧管內(nèi)的壓力無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； 當進氣歧管內(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，當進氣歧管內(nèi)的壓力有變化，但當炭罐控制閥的達到目標開度時，進氣歧管內(nèi)的壓力未達到該目標開度所對應(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入滑行斷油工況時，才啟動所述診斷方法；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，當車輛進入滑行斷油工況時，發(fā)動機管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制炭罐控制閥開度的電子信號，以改變炭罐控制閥的開度，并同步偵測進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)明可以有效地檢測炭罐控制閥的卡死或管道堵塞故障，并具有診斷過程簡單、成本較低的優(yōu)點。
文檔編號F02M25/08GK102678396SQ201210140908
公開日2012年9月19日 申請日期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 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司