CN111305979B - 用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法。所述系统包括：碳罐，其设置在车辆的油箱和发动机之间；截止阀，其设置在与所述碳罐相连的第一管路中；泄漏检测单元，其包括泄漏检测组件和用于检测所述油箱内部压力的第一传感器，所述泄漏检测组件经由第一管路与所述截止阀和所述碳罐相连，所述泄漏检测组件包括：具有腔体的箱体、开关阀、真空泵、用于检测所述腔体内部压力的第二传感器，所述腔体具有与外界相连通的参考孔，其孔径随着其所承受压力变化而变化；控制单元，其与所述第一传感器、所述第二传感器、所述截止阀和所述真空泵相连用于控制它们的运行，所述控制单元存储有所述参考孔的孔径与其所承受压力之间的对应关系。

Description

用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及具体涉及用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法。

背景技术

在现代社会中，各种车辆已经获得了非常广泛的使用，与此同时也带来例如安全、环保等方面的问题。随着排放法规从国五标准升级到国六标准，增加了对于车辆的燃油系统蒸发泄漏检测。当前市场应用有自然真空泄漏检测、发动机停机自然真空检测等蒸发泄漏检测方法。然而，这些现有的蒸发泄漏检测方法均需要在发动机运行一段时间停机后，根据油箱蒸发空间内压力和温度变化来判断车辆的燃油系统是否存在泄漏问题。这对于例如混合动力车辆等一些车辆来讲，由于它们的发动机长时间不运行，因此无法形成有效温差和压力差，所以不能采用现有的蒸发泄漏检测方法来进行有效的蒸发系统泄漏检测，无法满足法规要求的检测频率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的以上这些问题和其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，所述系统包括：

碳罐，其设置在所述车辆的油箱和发动机之间；

截止阀，其设置在与所述碳罐相连的第一管路中；

泄漏检测单元，其包括泄漏检测组件和用于检测所述油箱内部压力的第一传感器，所述泄漏检测组件经由所述第一管路与所述截止阀和所述碳罐相连，所述泄漏检测组件包括：具有腔体的箱体、用于使所述箱体与所述第一管路之间连通或断连的开关阀、用于抽吸所述腔体内空气的真空泵、用于检测所述腔体内部压力的第二传感器，所述腔体具有与外界相连通的参考孔，其孔径随着其所承受压力变化而变化；以及

控制单元，其与所述第一传感器、所述第二传感器、所述截止阀和所述真空泵相连用于控制它们的运行，所述控制单元存储有所述参考孔的孔径与其所承受压力之间的对应关系。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统中，可选地，所述泄漏检测单元还包括：

滤清器，其与所述真空泵相连用于避免从外界所吸入空气中的杂物侵入；和/或

脱附控制阀，其与所述控制单元相连，并且设置在用于连接所述碳罐和所述发动机的第二管路中。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统中，可选地，所述控制单元是所述车辆的发动机控制单元（ECM）。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统中，可选地，所述箱体设置有采用过盈配合方式装设于其上的金属片，所述参考孔设置在所述金属片上；并且/或者，所述参考孔的直径为0.5mm。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统中，可选地，所述第一传感器和所述第二传感器被分别焊接到所述油箱和所述箱体上，并且/或者所述脱附控制阀是电磁阀，并且/或者所述车辆包括混合动力车辆。

其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，所述方法包括步骤：

提供如以上任一项所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统；

将所述车辆的油箱用燃油浸置达到预设时长；

使所述真空泵和所述截止阀均关闭；

使用所述第一传感器来检测油箱内部压力P1，并判断其是否不小于外界大气压力：如果是，则打开所述截止阀；以及

使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P2，并使用所述第二传感器来检测所述箱体的腔体内部压力P3，然后比较P2和P3是否一致：如果是，则判定不存在泄露，否则判定泄露检测失效。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法中，可选地，如果所检测到的油箱内部压力P1小于所述外界大气压力，则执行以下步骤：

A. 开启所述真空泵并使所述截止阀关闭，操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间连通，然后记录所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P4；以及

B. 操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间断连，然后记录此时的所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P5，并判断P4是否小于P5：如果是，则判定泄露检测失效。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法中，可选地，在所述步骤B之后还包括以下步骤：

C. 打开所述截止阀，然后使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P6；以及

D. 关闭所述截止阀，操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间连通，然后记录此时的所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P7，并判断P7与P4之间差值是否超过预设阈值：如果是，则判定泄露检测失效。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法中，可选地，在所述步骤D之后还包括以下步骤：

E. 关闭所述真空泵，然后使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P8，并判断P8是否大于P7：如果是，则判定已存在泄露；否则，判定不存在泄露。

在根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法中，可选地，在所述步骤A之前还包括以下步骤：

检测并判断所述真空泵、所述第一传感器和所述第二传感器是否处于正常工作状态；和/或

检测并判断所述截止阀是否存在卡滞。

从结合了附图的以下详细描述中，根据本发明的各技术方案的特点、特征及优点等将变得显然。例如，采用本发明技术方案，可以非常方便且可靠地针对例如混合动力车辆等，在无需运行发动机的情况下实现燃油系统蒸发泄漏检测，并且能够保证检测精度并降低检测周期，使得混合动力车辆等能够满足法规的相应检测要求。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统实施例的组成布置示意图。

图2是图1所示实施例中的泄漏检测组件示例的组成示意图。

图3是一个根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法实施例的流程图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法的结构组成、步骤、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

在图1中示例性地图示出了一个根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统实施例的组成以及连接布置情况，并且在图2中进一步以示意方式图示出了其中的泄漏检测组件的基本组成，以下就通过这个实施例来对本发明进行详细说明。

在所给出的实施例中，该系统可以包括第一传感器5、脱附控制阀6、碳罐7、截止阀8、泄漏检测组件9、控制单元10和滤清器11。其中，第一传感器5是压力传感器，可以例如采用焊接等连接方式将其装设到车辆的油箱3上，用来检测油箱3的内部压力。如图1所示，油箱3可使用例如耐高压塑料等材料来制成，它可以设置用于向其输入燃油的加油管2，并且还可以为该加油管2配置加油盖1。另外，还可以为该油箱3配置油泵4用来朝向车辆（如混合动力车辆等）的发动机等泵送燃油。

碳罐7是布置在油箱3和发动机M之间用来吸附燃油蒸汽，以便避免燃油蒸汽在发动机停止运转后逸入大气。在可选情形下，可将脱附控制阀6布置在用于连接碳罐7和发动机M的管路13中，并将它与控制单元10进行连接，以便根据应用需要来控制燃油蒸汽在管路13中的流动。作为举例说明，脱附控制阀6可采用电磁阀等类型的任何适宜阀门来实现。

截止阀8是设置在连接碳罐7和泄漏检测组件9的管路12中，可将它与控制单元10进行连接，以便根据应用需要来控制燃油蒸汽在管路12中的流动，在后文中将对此进行详细描述。

对于泄漏检测组件9来讲，它可以包括多个组成部分，并且经由管路12与截止阀8和碳罐7相连。作为举例说明，如图2所示，泄漏检测组件9可以包括箱体90、真空泵91、第二传感器92和开关阀94。其中，箱体90设置有腔体，并且该腔体可具有与外界保持连通的参考孔93，该参考孔93的孔径是可以随着它所承受压力变化而进行变化的，即可通过对参考孔93的孔径与所承受压力之间对应关系进行标定，这样当测量出参考孔93的当前孔径尺寸时就可以相应地获得该参考孔93此时所承受的压力值。

在可选情形下，可以将参考孔93构造成具有0.5mm的直径尺寸，当然也允许将其构造成具有任何其他的适宜尺寸。此外，可以可选地采用过盈配合方式将开设了参考孔93的金属片装设到箱体90上，从而使得箱体90的腔体具有与外界进行流体连通的参考孔93。

泄漏检测组件9中的开关阀94是被设置用于使得箱体90与管路12之间保持连通状态或者断连状态，它可以采用电磁阀等来实现。此外，真空泵91是被设置用于抽吸箱体90的腔体内的空气，以便形成真空。第二传感器92是用来检测箱体90的腔体内部压力，可以将其例如采用焊接等连接方式装设到箱体90上。

在可选情形下，还可以如图1所示地在上述的泄漏检测组件9中配置滤清器11，将该滤清器11与真空泵91进行连接，以便通过其来避免所吸入空气A中的杂物会不期望地侵入到系统中。

控制单元10是系统中的控制部分，可以将其与第一传感器5、第二传感器92、截止阀8、真空泵91以及其他的可能的部件或单元进行连接，以便可根据应用需要来对它们进行运行控制。如前所述，可以将参考孔93的孔径与其所承受压力之间的对应关系存储在控制单元10，从而可以非常方便快捷地根据测量到的参考孔93的当前孔径尺寸来相应地获得该参考孔93此时所承受的压力值。

在可选情形下，控制单元10可以直接采用车辆上的发动机控制单元（ECM）。当然，在不脱离本发明主旨的情况下，可以在一些实施例中采用车辆上的其他现有控制器、控制模块或控制单元用作控制单元10；或者，在一些实施例中，控制单元10还可以使用单独的控制器、控制模块或控制单元来实现。通过采用多种方式，能够更好地满足各种可能的实际应用需求。

通过提供例如以上举例说明的本发明系统，就可以将其用来检测车辆中的燃油系统蒸发泄漏情况，而不需要启动例如混合动力车辆等车辆上的发动机进行工作运行。根据本发明的技术方案，还提供了一种用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法。作为举例说明，可以结合图1和图2中的实施例，该方法可以包括以下这些步骤：

首先，提供根据本发明设计的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统。

然后，将车辆（如混合动力车辆等）的油箱3使用燃油进行浸置，并且达到预设时长。关于上述的预设时长，这是可以根据油箱3、燃油性能等具体情形来进行灵活设置的，例如可将其设置成5小时等。在实际应用中，可以通过例如第一传感器5等来检测油箱3是否已经具有进行检测所需的压力或真空度来进行确定。

在检测过程中，先将系统中的真空泵91和截止阀8进行关闭。

接下来，可以通过第一传感器5来检测得到油箱3的内部压力P1，然后将P1与外界大气压力P二者进行比较：如果P1不小于P的话，那么可以表明此时已在油箱3内部建立了足够真空度，可能不存在蒸发泄露问题。

但是，为了防止由于第一传感器5可能未能正常工作而发生误检测，因此可以打开截止阀8来使得燃油蒸汽从油箱8至箱体90保持流体连通，同时仍然将真空泵91置于关闭状态；然后，再次使用第一传感器5来检测得到此时的油箱3内部压力P2，并且使用第二传感器92来检测得到箱体90的腔体内部压力P3，然后比较P2和P3二者是否一致：如果它们保持压力一致，那么就可以判定不存在蒸发泄露问题，同时也表明第一传感器5能够正常工作，因此表明本次泄露检测结果是有效的；如果P2和P3二者压力不一致，那么就判定泄露检测失效，即可能第一传感器5已经存在故障或异常，本次泄露检测属于失效情形，可以形成故障码上报给例如控制单元10等部件或单元，以便用于进行分析判断。

通过以上这些步骤，可以完成一次快速且可靠的泄露检测，这在图3所示的示例性方法的左侧流程中也进行了显示。此外，在该图3中的右侧流程中同时展示了多种可选的处理步骤，下面就对此进行详细说明。

例如图3所示，可以单独地或者结合考虑实施以下步骤：

首先，可以进行物理环境检测操作和/或通气性能检测操作。对于物理环境检测操作来讲，就是检测并判断例如真空泵91、第一传感器5、第二传感器92是否都处于正常工作状态，这可以通过这些部件的各自工作表现特征来分别进行检测判断。对于通气性能检测操作来讲，就是检测并判断截止阀8是否存在卡滞，这可以通过例如将真空泵91关闭，将截止阀8打开，并且通过操作开关阀94来使得箱体90与管路12保持连通（即处于通气状态），然后在此工作情形下来判断截止阀8是否出现了卡滞。

此外，在可选情形下，当发现使用第一传感器5检测得到的油箱3内部压力P1小于外界大气压力P时，可以开启真空泵91并且将截止阀8关闭，然后操作开关阀94来使得箱体90与管路12保持连通，真空泵91投入运行进行抽真空，这将使得箱体90的腔体内部压力发生变化，进而使得参考孔93的孔径产生相应的变化，随后记录下此时的参考孔93的孔径，并且可以例如通过控制单元10根据其中存储的参考孔93的孔径与其所承受压力之间的对应关系来获得相对应的所承受压力P4，即P4是进行第一次参考孔径检测时获得的压力值。

然后，操作开关阀94来使得箱体90与管路12之间断连（即处于泵气状态），随后记录下此时的参考孔93的孔径，并且可以同样采用如上所述的方式来获得相对应的承受压力P5。然后，将所获得的P4和P5二者进行比较，如果P4小于P5的话，那么就可以判定泄露检测失效；反之，则可以认为系统处于正常状态，其不存在蒸汽泄露问题。

另外，如图3所示，在可选情形下，还可以在以上步骤之后继续执行以下步骤：

将截止阀8打开，并且通过操作开关阀94仍保持处于泵气状态，然后使用第一传感器5来检测获得此时的油箱3内部压力P6。

接下来，再将截止阀8关闭，并且操作开关阀94来使得箱体90与管路12之间连通，从而切换成通气状态，然后记录下此时的参考孔93的孔径并获得相对应的所承受压力P7，即P7是进行第二次参考孔径检测时获得的压力值。

随后，可以将所获得的P7与以上检测得到P4二者进行比较，如果它们之间的差值超过了一个预设阈值（其可以根据具体应用情况来进行灵活设定），那么就可以判定泄露检测失效；反之，则可以认为系统处于正常状态，其不存在蒸汽泄露问题。

再请参阅图3，此外，还可以进一步地接着执行以下的可选步骤，即：

可以将真空泵91关闭，并且通过操作开关阀94仍保持处于泵气状态，然后使用第一传感器5来检测获得此时的油箱3内部压力P8，随后将P8与以上检测得到的P7进行比较。如果P8大于P7的话，那么就意味着此时存在比参考孔93的孔径大的泄露量，因此可以判定系统已存在泄露；反之，则可以认为系统处于正常状态，其不存在蒸汽泄露问题。

如前所述，使用根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法可以实现明显优于现有方案的技术优势，能够克服现有技术中所存在的包括前文中描述的这些弊端和不足之处，尤其可在不需要启动车辆发动机的情况下来针对例如混合动力车辆等车辆实现燃油系统蒸发泄漏检测，而且可以保证检测精度，并且能降低检测周期，这将有助于促使例如各类新能源车辆等达到法规所规定的相应检测要求。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统和方法，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其特征在于，所述系统包括：

碳罐，其设置在所述车辆的油箱和发动机之间；

截止阀，其设置在与所述碳罐相连的第一管路中；

泄漏检测单元，其包括泄漏检测组件和用于检测所述油箱内部压力的第一传感器，所述泄漏检测组件经由所述第一管路与所述截止阀和所述碳罐相连，所述泄漏检测组件包括：具有腔体的箱体、用于使所述箱体与所述第一管路之间连通或断连的开关阀、用于抽吸所述腔体内空气的真空泵、用于检测所述腔体内部压力的第二传感器，所述腔体具有与外界相连通的参考孔，其孔径随着其所承受压力变化而变化；以及

控制单元，其与所述第一传感器、所述第二传感器、所述截止阀和所述真空泵相连用于控制它们的运行，所述控制单元存储有所述参考孔的孔径与其所承受压力之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其中，所述泄漏检测单元还包括：

滤清器，其与所述真空泵相连用于避免从外界所吸入空气中的杂物侵入；和/或

脱附控制阀，其与所述控制单元相连，并且设置在用于连接所述碳罐和所述发动机的第二管路中。

3.根据权利要求2所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其中，所述脱附控制阀是电磁阀。

4.根据权利要求1所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其中，所述控制单元是所述车辆的发动机控制单元（ECM）。

5.根据权利要求1所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其中，所述箱体设置有采用过盈配合方式装设于其上的金属片，所述参考孔设置在所述金属片上；并且/或者，所述参考孔的直径为0.5mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统，其中，所述第一传感器和所述第二传感器被分别焊接到所述油箱和所述箱体上，并且/或者所述车辆包括混合动力车辆。

7.一种用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

提供如权利要求1-6中任一项所述用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的系统；

将所述车辆的油箱用燃油浸置达到预设时长；

使所述真空泵和所述截止阀均关闭；

使用所述第一传感器来检测油箱内部压力P1，并判断其是否不小于外界大气压力：如果是，则打开所述截止阀；以及

使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P2，并使用所述第二传感器来检测所述箱体的腔体内部压力P3，然后比较P2和P3是否一致：如果是，则判定不存在泄露，否则判定泄露检测失效。

8.根据权利要求7所述的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，其中，如果所检测到的油箱内部压力P1小于所述外界大气压力，则执行以下步骤：

A. 开启所述真空泵并使所述截止阀关闭，操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间连通，然后记录所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P4；以及

B. 操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间断连，然后记录此时的所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P5，并判断P4是否小于P5：如果是，则判定泄露检测失效。

9.根据权利要求8所述的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，其中，在所述步骤B之后还包括以下步骤：

C. 打开所述截止阀，然后使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P6；以及

D. 关闭所述截止阀，操作所述开关阀以使得所述箱体与所述第一管路之间连通，然后记录此时的所述参考孔的孔径并获得与其相对应的所承受压力P7，并判断P7与P4之间差值是否超过预设阈值：如果是，则判定泄露检测失效。

10.根据权利要求9所述的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，其中，在所述步骤D之后还包括以下步骤：

E. 关闭所述真空泵，然后使用所述第一传感器来检测此时的油箱内部压力P8，并判断P8是否大于P7：如果是，则判定已存在泄露；否则，判定不存在泄露。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的用于检测车辆中燃油系统蒸发泄漏的方法，其中，在所述步骤A之前还包括以下步骤：

检测并判断所述真空泵、所述第一传感器和所述第二传感器是否处于正常工作状态；和/或

检测并判断所述截止阀是否存在卡滞。

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