用于在燃料箱系统中进行泄漏诊断的方法
【专利摘要】本发明涉及一种在机动车的内燃机（2）的燃料箱系统（1）中进行泄漏诊断的方法，其中，燃料箱系统（1）具有燃料箱（16）和用于暂时存储碳氢化合物（23）的存储元件（19），其中，燃料箱（16）和存储元件（19）以如下方式彼此连接，即使得从位于燃料箱（16）中的燃料（17）放出的碳氢化合物（23）暂时地存储在存储元件（19）中，其中，存储元件（19）能够借助于净化空气泵（7）排空，其中，新鲜空气（24）能够借助于净化空气泵（7）被输送通过新鲜空气管线（42）到存储元件（19），因此，碳氢化合物（23）能够从存储元件（19）释放且能够被馈送通过碳氢化合物/空气混合物管线（43）到内燃机（2）用于燃烧，其中，新鲜空气管线（42）能够借助于第一阀（10）关闭，并且碳氢化合物/空气混合物管线（43）能够借助于第二阀（15）关闭，以及其中，压力传感器（8）被布置在燃料箱系统（1）中。为了获得关于燃料箱系统的状态的可靠报告，在第一方法步骤中等待机动车的静止期，在第二方法步骤中关闭第一阀（10）和第二阀（15），在第三方法步骤中，在预定第一时间间隔内借助于压力传感器（8）测量燃料箱系统（1）中的压力改变，在第四方法步骤中打开第一阀（10）或第二阀（15），以及借助于净化空气泵（7）在燃料箱系统（1）中积聚正压直到达到预定正压为止，在第五方法步骤中再次关闭在第四方法步骤中打开的阀（10、15），在第六方法步骤中在预定第二时间间隔内借助于压力传感器（8）测量燃料箱系统（1）中的压力改变，以及在第七方法步骤中彼此比较在第三方法步骤中和在第六方法步骤中测量的压力改变，并且从所述比较得出针对泄漏诊断的结果。
【专利说明】用于在燃料箱系统中进行泄漏诊断的方法
[0001]本发明涉及用于在机动车的内燃机的燃料箱系统中进行泄漏诊断的方法，其中，燃料箱系统具有燃料箱和用于暂时存储碳氢化合物的存储元件，其中，燃料箱和存储元件以如下方式彼此连接，即使得从位于燃料箱中的燃料放出的碳氢化合物暂时地存储在存储元件中，其中，存储元件能够借助于净化空气栗排空，其中，新鲜空气能够借助于净化空气栗输送通过新鲜空气管线到存储元件，因此，碳氢化合物能够从存储元件释放且能够被馈送通过碳氢化合物/空气混合物管线到内燃机用于燃烧，其中，新鲜空气管线能够借助于第一阀关闭，且碳氢化合物/空气混合物管线能够借助于第二阀关闭，以及其中，压力传感器布置在燃料箱系统中。
[0002]近几十年来，已经引入许多措施，以减少源于机动车的污染物排放。这些措施中的一个是使用燃料箱系统，其中，燃料箱连接到用于碳氢化合物的暂时存储的存储元件。当机动车利用基于碳氢化合物的燃料补充燃料时，碳氢化合物从燃料放出，但是碳氢化合物不应进入大气。在高温或者也在旅程期间不均匀的表面上，来自燃料的碳氢化合物的释放越来越多，且必须采取有效措施来确保这些碳氢化合物不逃逸到大气中。尤其在混合动力车辆的情形中，其中内燃机在长距离内完全静止，放出的碳氢化合物必须以有效的方式暂时地存储，以使得它们随后在内燃机被重新启动时能够被燃烧。出于该目的存在完善的燃料箱系统，其包括燃料箱和用于暂时存储碳氢化合物的存储元件，其中，燃料箱和存储元件以如下方式连接到彼此，即使得从燃料箱中的燃料放出的碳氢化合物被存储在存储元件中，其中，存储元件连接到新鲜空气管线，新鲜空气能够通过其被输送到存储元件，且存储元件连接到碳氢化合物/空气混合物管线，该碳氢化合物/空气混合物管线将存储元件连接到内燃机的进气管线，且通过其富含碳氢化合物的新鲜空气能够从存储元件输送出来到进气管线。以这种方式，存储元件能够利用新鲜空气被循环净化，且所存储的碳氢化合物能够被馈送到进气管线，该进气管线将内燃机连接到空气过滤器，且其为内燃机供应空气用于燃烧。这使得从燃料箱放出的碳氢化合物能够在内燃机中燃烧，且可靠地防止碳氢化合物逃逸到大气中。为了将碳氢化合物从存储元件输送出来到进气管线，利用了净化空气栗的现有技术，其能够被设计为例如径向栗。为了确保燃料箱系统的无故障操作，有必要定期检查整个燃料箱系统的密闭性。该密闭性检查不能受限于机动车对车库的访问；相反，密闭性检查必须在车辆中，即在车上，且在机动车的整个寿命期间定期执行。
[0003]在检查车辆箱系统时，若干物理效果互相叠加，且因此对于泄漏的检查是极具挑战的任务。在燃料箱中且因此在燃料中的温度增加导致碳氢化合物的蒸气压的大幅上升。同样地能够通过在非常不均匀的表面上驾驶以及通过燃料因此发生的摇晃触发燃料箱系统中的压力增加。另一方面，燃料的冷却导致燃料箱系统中的压力下降。所有这些压力波动仅仅由于外部影响在整个完整的燃料箱系统中出现。
[0004]在所有情形中，燃料箱系统中的泄漏引起压力下降，但是上文中所述的压力波动可叠加在其上。因此仅使用压力传感器极难获得燃料箱系统没有泄漏的可靠评估。
[0005]因此，本发明的目的是指示一种用于在燃料箱系统中进行泄漏诊断的方法，其允许对燃料箱系统的状态做出可靠的评估。
[0006]该目的通过根据独立方法权利要求的用于在燃料箱系统中进行泄漏诊断的方法实现。
[0007]凭借如下事实:
在第一方法步骤中等待机动车的静止期，
在第二方法步骤中关闭第一阀和第二阀，
在第三方法步骤中在预定第一时间间隔内借助于压力传感器测量燃料箱系统中的压力改变，
在第四方法步骤中，打开第一阀或第二阀，且在燃料箱系统中借助于净化空气栗积聚过压力直到达到预定过压力为止，
在第五方法步骤中再次关闭在第四方法步骤中打开的阀，
在第六方法步骤中在预定第二时间间隔内借助于压力传感器测量燃料箱系统中的压力改变，以及
在第七方法步骤中，彼此比较在第三方法步骤中及在第六方法步骤中测量的压力改变，且从所述比较得出针对泄漏诊断的结果，
能够得出关于在燃料箱系统中泄漏的存在的非常精确且可靠的结论。
[0008]在本发明的优选实施例中，第一时间间隔的持续时间等于第二时间间隔的持续时间。这使得尤其容易比较所测量的压力改变。
[0009]本发明的有利实施例参考附图被描述。
[0010]图1示出具有燃料箱系统的内燃机，
图2示出压力/时间曲线图。
[0011]图1示出具有燃料箱系统I的内燃机2。内燃机2具有排气管线3和进气管线4。为了弥补包含在排出气体中的动能，排气管线装配有涡轮增压器5，其能够压缩在进气管线4中的进气。内燃机2经由进气管线4被供应新鲜空气24。从新鲜空气侧开始，新鲜空气24经由空气过滤器6被传递到进气管线4中，且可能借助于排气涡轮增压器5或增压器被压缩，且然后被馈送到内燃机2的燃烧室中。来自燃料箱16的燃料17还经由燃料管线37被馈送到内燃机
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[0012]图1还示出燃料箱系统I，其带有燃料箱16和用于暂时存储碳氢化合物23的存储元件19。燃料箱16和存储元件19以如下方式彼此连接，即使得从燃料箱16中的燃料17放出的碳氢化合物23能够被存储在存储元件19中。存储元件19能够被设计为例如活性炭存储装置。活性炭存储装置是闭合罐，在其中，大体颗粒状炭以如下方式布置，即使得碳氢化合物23被存储收集在炭上。然而，存储元件19仅具有有限的存储容量，且因此存储元件19必须通过吸入新鲜空气24例如经由净化空气过滤器20，且借助于净化空气栗7吸入或推进新鲜空气24经由新鲜空气管线42进入存储元件19中以定期排空。新鲜空气24流过在存储元件19中的活性炭，且在该过程中，吸收碳氢化合物23，从而增加在所供应的新鲜空气24中的碳氢化合物浓度，之后，富含碳氢化合物23的新鲜空气24沿着碳氢化合物/空气混合物管线43输送到进气管线4。在进气管线4中，富含碳氢化合物23的新鲜空气24与经由空气过滤器6吸入的新鲜空气24混合。碳氢化合物23能够因此被馈送到内燃机I，其中，碳氢化合物23在内燃机2的燃烧室中燃烧。由于燃料箱系统I含有高挥发性的碳氢化合物24，有必要定期检查整个燃料箱系统I的密闭性或无泄漏。
[0013]在图1中示出的燃料箱系统I的一个部件是阀单元9。在该示例中，阀单元9包括第五阀11、第六阀12、第三阀13、第四阀14和第二阀15。第二阀15连同第一阀10用于完全地密闭燃料箱系统I。因此，在第二阀15和第一阀10关闭且在燃料箱系统I中不存在泄漏时，只要不存在对燃料箱系统I的其他外部影响，诸如温度改变或机械冲击，则在燃料箱系统I中存在的压力在第二阀15和第一阀10的闭合之后被维持在恒定水平。该恒定压力P能够通过压力传感器8检测且借助于控制单元25监视。然而，当在燃料17中存在温度改变时，例如，由于来自燃料输送单元18的废热，例如，燃料箱系统I中的压力P将改变。作为在权利要求1中所述的第三方法步骤的部分，燃料箱系统I中的该压力改变借助于压力传感器8在预定第一时间间隔T内被测量，其中，例如所测量的结果能够被处理并存储在控制单元25中。在第四方法步骤中，第二阀15(或者第一阀10，取决于净化空气栗7定位的地方)被打开，且借助于净化空气栗7在燃料箱系统I中积聚过压力直到达到预定过压力为止。此处，第五阀11、第六阀
12、第三阀13和第四阀14(这些都是阀单元9的部件)用于颠倒新鲜空气24的输送方向，从而允许新鲜空气24通过净化空气栗7输送到燃料箱16中。为了净化存储元件19，打开第一阀10，且打开在阀单元9中的第六阀12和第四阀14以及第二阀15。关闭在阀单元9中的第五阀11和在阀单元9中的第三阀13。如果然后操作净化空气栗7(其被设计为径向栗，且因此仅能够输送待从吸入侧21栗送到压力侧22的介质)，则新鲜空气从净化空气过滤器20经由第一阀10以及通过存储元件19被馈送到内燃机2的进气管线4。在这种构造中，能够被设计为活性炭过滤器的存储元件19因此利用新鲜空气24被净化，其中，存储在存储元件19中的碳氢化合物23被净化且馈送到内燃机2。当因为例如其仅负载有小量的碳氢化合物23，8卩，在存储元件19中仅存在低的碳氢化合物浓度，而不需要净化存储元件19时，则能够关闭第一阀
10。而且，在阀单元9中的第六阀12和第四阀14也能够关闭。最初，第二阀15保持打开。如果然后操作净化空气栗7，则新鲜空气24经由空气过滤器6吸入，且在存储元件19和燃料箱17的方向上推进。因此在燃料箱系统I中发生受控的压力增加。在燃料箱系统I中的压力增加能够借助于压力传感器8和/或净化空气栗7的速度或功率消耗被监视。出于该目的，压力传感器8和净化空气栗7两者都连接到电子控制单元25。所提及的所有阀10、11、12、13、14、15的控制也能够借助于控制单元25实现。而且，至少一个温度传感器39能够连接到控制单元25。如果燃料箱系统I然后在预定压力下被供应，则能够关闭第二阀15，从而确保只要在燃料箱系统I中不存在泄漏，就能维持在燃料箱系统I中积聚的压力。利用此处描述的燃料箱系统I，燃料箱系统I的密闭性能够在机动车的正常操作期间定期被检查，这是从涉及环境和大气保护的规定所产生的重要要求。
[0014]根据权利要求1中所述的第六方法步骤，在燃料箱系统I中的压力改变借助于压力传感器8在预定第二时间间隔T内测量，且在第七方法步骤中，在第三方法步骤和第六方法步骤中测量的压力改变彼此比较，且从所述比较得到针对泄漏诊断的结果。
[0015]借助于能够布置在燃料箱系统I中的不同位置处的温度传感器39，能够建立在通过径向栗7产生的压力和其被驱动的速度或其消耗的功率之间的联系。在燃料箱系统I中产生的过压力能够因此通过控制单元25借助于径向栗7的功率消耗或速度很好地被监视，且能够实现品质高的泄漏诊断。
[0016]图2示出压力/时间曲线图。相对压力P在坐标系的纵座标上绘制，且时间t以单位秒在坐标系的横坐标上绘制。曲线A示出借助于压力传感器8测量的在燃料箱系统i中的相对压力。曲线A是针对完全无泄漏燃料箱系统I的测量结果。例如，可通过燃料输送单元18的废热导致的燃料17的温度增加在气密地密封的燃料箱系统I中引起压力上升。该压力上升以大体线性的方式发生，这在曲线A中清楚地可见。
[0017]曲线B示出压力下降，其始于大约50秒的时间处，具有下降的指数函数的形状。该行为指示在燃料箱系统I中大约0.1到0.5 mm直径的量级的小泄漏。
[0018]曲线C示出从大约50秒的时间处开始的急剧压力下降，其同样地具有负指数轮廓，且指示燃料箱系统I中相对大的泄漏。在这种急剧压力下降的情形中，在燃料箱系统I中存在至少I mm直径的泄漏。
[0019]因为，实际上，诸如在燃料箱系统I中小的泄漏的存在(曲线B)和由于废热导致的压力上升(曲线A)的效果通常被叠加，因此难以仅基于单个压力测量检测泄漏。然而，根据本发明的方法使得能够通过测量在第三和第六方法步骤中的压力改变且然后比较所测量的结果，即所获得的压力/时间曲线图而获得泄漏存在的可靠评估，且甚至近似地确定泄漏的大小。
【主权项】
1.一种用于在机动车的内燃机(2)的燃料箱系统(I)中进行泄漏诊断的方法，其中，所述燃料箱系统(I)具有燃料箱(16 )和用于暂时存储碳氢化合物(23 )的存储元件(19 )，其中，所述燃料箱(16)和所述存储元件(19)以如下方式彼此连接，即使得从位于所述燃料箱(16)中的燃料(17)放出的所述碳氢化合物(23)暂时地存储在所述存储元件(19)中，其中，所述存储元件(19)能够借助于净化空气栗(7)排空，其中，新鲜空气(24)能够借助于所述净化空气栗(7)被输送通过新鲜空气管线(42)到所述存储元件(19)，因此，所述碳氢化合物(23)能够从所述存储元件(19)释放且能够被馈送通过碳氢化合物/空气混合物管线(43)到所述内燃机(2)用于燃烧，其中，所述新鲜空气管线(42)能够借助于第一阀(10)关闭，并且所述碳氢化合物/空气混合物管线(43)能够借助于第二阀(15)关闭，以及其中，压力传感器(8)被布置在所述燃料箱系统(I)中，其特征在于 在第一方法步骤中等待所述机动车的静止期， 在第二方法步骤中关闭所述第一阀(10)和所述第二阀(15)， 在第三方法步骤中，在预定第一时间间隔(T)内借助于所述压力传感器(8)测量所述燃料箱系统(I)中的压力改变， 在第四方法步骤中，打开所述第一阀(10)或所述第二阀(15)，以及借助于所述净化空气栗(7)在所述燃料箱系统(I)中积聚过压力，直到达到预定过压力为止， 在第五方法步骤中，再次关闭在所述第四方法步骤中打开的所述阀(10、15)， 在第六方法步骤中，在预定第二时间间隔(T)内借助于所述压力传感器(8)测量所述燃料箱系统(I)中的压力改变，以及 在第七方法步骤中，彼此比较在所述第三方法步骤中和在所述第六方法步骤中测量的所述压力改变，且从所述比较得出针对泄漏诊断的结果。2.根据权利要求1所述的用于泄漏诊断的方法，其特征在于，所述第一时间间隔的持续时间等于所述第二时间间隔的持续时间。
【文档编号】F02M25/08GK106068379SQ201580013187
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年8月7日 公开号201580013187.1, CN 106068379 A, CN 106068379A, CN 201580013187, CN-A-106068379, CN106068379 A, CN106068379A, CN201580013187, CN201580013187.1, PCT/2015/68293, PCT/EP/15/068293, PCT/EP/15/68293, PCT/EP/2015/068293, PCT/EP/2015/68293, PCT/EP15/068293, PCT/EP15/68293, PCT/EP15068293, PCT/EP1568293, PCT/EP2015/068293, PCT/EP2015/68293, PCT/EP2015068293, PCT/EP201568293
【发明人】M.魏格尔, L.夏姆帕, H.许勒
【申请人】大陆汽车有限公司