本发明涉及一种车辆油箱泄漏诊断系统以及借助该泄漏诊断系统对车辆油箱进行泄漏诊断的方法。本发明还涉及一种具有油箱和泄漏诊断系统的车辆。
背景技术：
1、用于泄漏诊断的当前泄漏诊断系统尤其被用在机动车的燃料箱中。在此，首先建立油箱压力和环境压力之间的压差，并且根据油箱压力的时间进程推断油箱中是否存在泄漏。叶片泵用于在油箱压力和环境压力之间产生压差。在此叶片泵运行，直至油箱内达到预定压力。由于叶片泵的因设计原理造成的不密封性，当叶片泵停止运转时，流体通过叶片泵流出油箱。为了防止这种会导致油箱的泄漏诊断错误的流出，叶片泵在泄漏诊断期间继续运转。这会导致油箱内产生压力脉动，从而难以检测油箱内的泄漏。另外，现有技术中使用的叶片泵由于叶片单元和固定壳体之间的间隙而容易受到污垢和磨损。随着叶片泵的老化，其输送能力会降低，从而增加了在连接的油箱中建立压力所需的时间。此外，叶片泵的输送能力有限，不能有效地用于在大型油箱中建立压力。这些已知的泄漏诊断系统还具有以下缺点：在叶片泵发生故障的情况下，叶片泵会在车辆油箱中产生过多的过压，从而对油箱或车辆造成损坏。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于车辆油箱的泄漏诊断系统，该系统不易受到污染和磨损并且还可以在更短的时间内使较大的油箱达到期望的压力并且具有提高的安全性；以及提供一种利用该改进的泄露诊断系统对车辆油箱进行泄漏诊断的方法。
2、所述目的通过一种泄漏诊断系统来解决，该泄漏诊断系统包括至少第一连接点和第二连接点、隔膜泵、通风阀、评估单元和安全阀。在此，第一连接点和第二连接点均被设计为连接到车辆的油箱，例如燃料箱或者向环境开放。因此油箱可以连接到两个连接点之一，并且未连接油箱的另一个连接点可以向环境开放。隔膜泵连接在第一连接点和第二连接点之间并且被设计成将流体从第一连接点输送到第二连接点。隔膜泵被设计成，通过将流体从第一连接点输送到第二连接点而在连接到第一连接点的油箱中产生负压，或者在连接到第二连接点的油箱中产生过压。由于其设计原理，隔膜泵比叶片泵的磨损部件更少，同时对污染的敏感度较低，这意味着老化速度较慢。此外，隔膜泵具有更高的输送率，与使用叶片泵相比，这使得更大的油箱能够在更短的时间内达到所需的压力。通气阀在第一连接点和第二连接点之间与隔膜泵并联连接，并具有至少一个第一位置和至少一个第二位置。在通风阀的第一位置，第一连接点和第二连接点彼此流体连接，使得流体能够通过通风阀在第一连接点和第二连接点之间沿两个方向流动。在通风阀的第二位置中，至少从第二连接点到第一连接点的流体流动被通风阀阻止。特别地，处于第二位置的通风阀完全阻止第一连接点和第二连接点之间的流体流动。通风阀被设计成，其可以在第一位置和第二位置之间切换，从而可以在第一连接点和第二连接点之间经由通风阀沿两个方向的自由流体流动与防止至少从第二连接点到第一连接点通过通风阀的流体流动之间切换。泄漏诊断系统可以优选地用作油箱的油箱通风口。由此可以随时保证通风，特别是仅在泄漏诊断期间中断。评估单元被设计成，操作隔膜泵并且因此借助隔膜泵能够实现从第一连接点到第二连接点的流体流动。评估单元还被设计成，将通风阀从其第一位置切换至其第二位置，并因此防止流体至少从第二连接点通过通风阀流动至第一连接点。由此可以进行通过通风阀进从第一连接点到第二连接点的流体流动。同样地，评估单元被设计为，确定连接在第一连接点或第二连接点的油箱的压力，特别是压力曲线，并根据所确定的压力，特别是根据所确定的压力曲线推断所连接的油箱中是否存在泄漏。通过隔膜泵的运行供应流体，油箱可以达到所需的压力。如果发生泄漏，油箱中的压力与环境中的压力之间的压差会导致油箱与环境之间的流体流动。根据油箱中压力随时间的变化，可以推断油箱中是否存在泄漏。例如，可以将油箱中的压力的时间过程与针对油箱中的不同泄漏大小先前通过实验确定的存储的油箱中的压力的时间过程进行比较，以便推断油箱中的泄漏的大小。
3、安全阀优选地被设置成，至少部分地减小第一连接点和第二连接点之间的压差。这意味着，如果第二连接点处出现过压，安全阀可以补偿该过压，从而可以防止泄漏诊断系统的部件损坏。
4、有利地，安全阀例如在此在其第一端处连接至第二连接点并且在其第二端处向环境开放。由此，安全阀可以利用环境压力(大气压)立即补偿第二连接点处的过度过压，特别是油箱中的过度过压。或者，安全阀可以在其第一端连接至第一连接点并在其第二端向环境开放。因此，在第一连接点连接在油箱上的情况下，安全阀可以直接利用环境压力补偿第一连接点处的过度负压，特别是油箱中的过度负压。
5、优选地，安全阀与隔膜泵平行和/或与通风阀平行地连接到第一连接点和第二连接点。因此，如果第一连接点和第二连接点之间存在过大的压力差，则安全阀能够实现第一连接点和第二连接点之间的流体连接，以便补偿前述的压力差。
6、有利地，安全阀被设计成，在作为打开压力的第一预定压差下打开并且在作为关闭压力的第二预定压差下关闭。在此打开压力和关闭压力彼此不同。
7、如果关闭压力低于打开压力，则是特别有利的。这尤其可以防止安全阀不断地打开和关闭。
8、在另一有利的实施例中，安全阀特别是弹簧加载的止回阀。由此，能够廉价且容易地制造安全阀，并且能够提供紧凑尺寸的泄漏诊断系统。
9、在优选实施方式中，泄漏诊断系统包括至少一个第一泵阀和至少一个第二泵阀。在此，第一泵阀在第一连接点和隔膜泵之间，并且第二泵阀在隔膜泵和第二连接点之间与隔膜泵串联连接。第一泵阀被设计成，在隔膜泵的抽吸过程期间第一连接点和隔膜泵之间存在流体连接，并且在隔膜泵的压缩过程期间从隔膜泵到第一连接点不存在流体连接。第二泵阀被设计成，在隔膜泵的抽吸过程期间第二连接点和隔膜泵之间不存在流体连接，并且在隔膜泵的压缩过程期间第二连接点与隔膜泵之间存在流体连接。因此，泄漏诊断系统被设计为，在隔膜泵的抽吸过程中，流体从第一连接点而不是从第二连接点流入隔膜泵并且通过压缩过程从隔膜泵流至第二连接点而不是第一个连接点。泄漏诊断系统被设计成，随着连接至第一连接点的油箱中的隔膜泵的每个抽吸过程而增加所连接的油箱中的负压，并且随着连接到第二连接侧的油箱隔膜泵的每次压缩过程而增加所连接的油箱中的过压。该实施方式还防止第二连接点和第一连接点之间通过隔膜泵的流体连接。
10、在泄漏诊断系统的另一优选实施方式中，第一泵阀和第二泵阀是止回阀，特别是伞阀。第一止回阀和第二止回阀沿相同方向对齐并允许流体从第一连接点流至隔膜泵以及从隔膜泵流至第二连接点，使得在第二连接点和第一连接点之间不存在通过隔膜泵的自由流体流动。因此，泄漏诊断系统被设置为，通过隔膜泵仅在一个方向上从第一连接点到第二连接点输送流体。泄漏诊断系统被设置为，防止流体通过隔膜泵从第二连接点自由流动到第一连接点。优选地，第一泵阀和第二泵阀均连接至隔膜泵的隔膜的两侧，以便能够通过隔膜泵连续地输送流体。
11、在泄漏诊断系统的另一优选实施方式中，通风阀通过弹簧的弹性恢复力保持在其第一位置，并且可以通过电磁体移动到其第二位置。在此，通风阀被设计成，使得电磁体在通电时能够克服弹簧的弹性恢复力，并且能够将通风阀从第一位置转移到第二位置并将其保持在第二位置。在没有电流的情况下，电磁铁无法抵抗弹簧的恢复力，使得弹簧将通风阀从第一位置移动到第二位置。电磁体可以被设计成，使得它可以由评估单元控制。特别地，电磁体可以被设计成，其可以在隔膜泵的操作期间和泄漏诊断的持续时间期间被通电并且关闭通风阀，使得在泄漏诊断的持续时间期间第二连接点和第一连接点之间不能经由通风阀发生压力平衡。如果没有泄漏诊断，则通气阀通过弹簧的恢复力保持打开状态。由于通风阀的第一位置不需要控制或通电，因此始终保证油箱的通风。
12、在进一步优选的实施方式中，泄漏诊断系统包括电动机、偏心轮和连杆。在此偏心轮与电动机连接，连杆的一端与偏心轮连接。隔膜泵的隔膜连接在连杆的另一端，不连接偏心轮。泄漏诊断系统的这些元件的设计方式使得电动机的运行引起隔膜泵的隔膜的提升运动。隔膜泵的隔膜的这种提升运动导致抽吸过程或压缩过程，并且因此导致连接到第一连接点或第二连接点的油箱中的过压或负压。
13、泄漏诊断系统优选地具有至少一个压力传感器，该压力传感器流体连接至第一连接点或第二连接点。由此，压力传感器被设计成，测量连接到第一连接点或第二连接点的油箱的压力。压力传感器优选地连接至评估单元。这允许评估单元容易地检测油箱中的压力，特别是压力曲线。特别地，隔膜泵与第一连接点或第二连接点之间的至少一个压力传感器流体连接至第一连接点或第二连接点。这使得泄漏诊断系统可以具有最紧凑的设计。
14、泄漏诊断系统特别优选地具有至少一个第一压力传感器和第二压力传感器。在此，第一压力传感器流体连接到第一连接点并且第二压力传感器流体连接到第二连接点，以便检测连接到第一连接点或第二连接点的油箱的压力以及环境中的压力。这使得评估单元能够轻松确定油箱中相对于环境的过压或负压。这还使得评估单元能够确定油箱中是否存在泄漏以及泄漏的大小。为此目的，例如，在设定油箱中的期望压力之后，考虑到环境的压力，可以通过压力传感器检测油箱中随时间变化的另一压力曲线，并且通过评估单元将随时间变化的压力曲线与所存储的压力曲线进行比较。这提供了特别有效且精确的泄漏诊断。
15、在有利的实施例中，评估单元被设置为，检测安全阀的电信号，该电信号发出安全阀的打开和关闭的信号。换言之，安全阀向评估单元输出电信号，该电信号发出安全阀的关闭和/或至少部分打开状态的信号。评估单元在此可以特别地被设置为，例如响应于这些电信号而关闭隔膜泵。替代地或附加地，评估单元可以存储在安全阀打开时在第一连接点处(通过隔膜泵的电流消耗)确定或(通过(多个)压力传感器)检测的压力。然后，评估单元可以将该存储的值与存储的安全阀的打开压力进行比较，例如以便执行泄漏诊断系统的错误分析。
16、评估单元优选地被设置成，检测隔膜泵的电信号，特别是电流消耗，并且使用检测到的电信号来确定连接在第一连接点或第二连接点的油箱中的压力，特别是压力曲线。这能够例如确定连接在第一连接点或第二连接点的油箱的压力，特别是压力曲线，而不需要压力传感器。由此可以节省压力传感器的材料成本和组装成本。此外，可以取消压力传感器，从而使泄漏诊断系统的设计更加紧凑。
17、在此压力、特别是压力曲线优选地由泵吸收或消耗的电流值和/或在隔膜泵的已知标称电压下消耗的功率或其时间曲线来确定。如果隔膜泵的流体输送管线已知，则可以根据所确定的隔膜泵的性能来确定设定压力。
18、或者，可以存储具有通过实验确定的连接到第一连接点或第二连接点的油箱的不同压力、特别是压力曲线下的电流值、特别是电流曲线的表格。通过将由评估单元确定的电流值，特别是电流曲线与这种存储的表格进行比较，可以确定连接到第一或第二连接点的油箱中的流体的压力，特别是压力曲线。
19、所述目的还通过借助泄漏诊断系统对车辆的油箱、特别是燃料箱进行泄漏诊断的方法来解决。在此泄漏诊断系统至少包括第一连接点和第二连接点、隔膜泵和通风阀。第一连接点和第二连接点被设计成连接在油箱上或向环境开放。隔膜泵布置在第一连接点和第二连接点之间、流体地连接到两个连接点，并且被设计成在第一连接点和第二连接点之间输送流体。通气阀在第一连接点和第二连接点之间与隔膜泵并联连接，并设计成在第一位置和第二位置之间切换。在第一位置，通风阀实现第一连接点和第二连接点之间的流体连接。这允许流体通过通风阀双向流动。在第二位置，通风阀防止第二连接点和第一连接点之间的流体流动。用于泄漏诊断的方法执行如下。在第一方法步骤中，通风阀切换至第二位置。这防止流体通过通风阀从第二连接点流到第一连接点。在第二方法步骤中，操作隔膜泵，以便在连接到第一连接点或第二连接点的油箱中产生过压或负压。在第三方法步骤中，确定所连接的油箱中的压力、特别是压力曲线，以便推断油箱中是否存在泄漏。
20、本发明还涉及一种具有油箱和根据前述优选实施例的泄漏诊断系统的车辆，其中油箱流体连接至泄漏诊断系统的第一连接点或第二连接点。
21、车辆尤其可以是机动车。
22、评估单元尤其可以具有或者是诸如cpu/gpu/fpga的处理器。特别地，评估单元可以是车辆的发动机控制单元。替代地或附加地，评估单元可以具有收发器，通过该收发器可以无线地传输评估单元的操作命令和/或确定的结果。
23、所有上述优选实施例的泄漏诊断系统被设置为执行前述方法，特别是借助于评估单元。