专利名称：用于确定泄漏部大小的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定车辆特别是机动车的含液体的箱装置的泄漏 部大小的方法，其中液体由于蒸发而影响箱装置中的压力。
背景技术：
由现有技术中已知用于在箱装置中检测和确定泄漏的方法。例如DE 102 54 986 Al公开了一种用于在箱通风装置中进行箱泄漏诊断的方法，其 中借助于质量平衡计算出由于气化(ausgasen)或蒸发的燃料引起的、箱 通风装置中的压力升高，并在确定泄漏时考虑到所述压力升高。其中为了 进行箱泄漏诊断，对箱通风装置"抽真空"，从而形成一负压/低压。
目前用于在发动机运行时、即在具有箱装置的内燃机运行期间识别或 确定泄漏的方法由于物理边界条件而不能可靠地探测出0.5 mm的泄漏部。 在这种情况下，总是需要在"发动机关机，，后，即在内燃机停机时进行一 后续诊断，所述诊断比所要求的更为灵敏并导致车辆中的高静电流负载。
发明内容
本发明的目的在于，可靠地探测出大小直至0.5 mm的泄漏部，其中 通过直径(例如d-0.5mm)来定义所述泄漏部大小。
本发明的目的通过一种方法来实现，所述方法包括下列步骤 首先，在箱装置中在第一时刻形成第一压力，所述第一压力作为参考 压力用于其它方法(步骤)。然后，检测第一次出现的压力曲线/压力历程 直至第二时刻，该压力曲线由于箱装置中包含的液体的蒸发而形成。然后 在第三时刻设定一第二压力，其中第二压力不同于第一压力。在第一时刻或第三时刻形成第一压力或第二压力应理解成，在相应的时刻(第一时刻 或第三时刻)、在箱装置中存在所形成的第一压力或第二压力。然后，从 第三时刻至第四时刻检测第二次出现的压力曲线。在此，出现的压力曲线 还描述了在箱装置中的压力变化，所述压力变化基于箱装置中包含的液体 的蒸发。在检测到第一压力曲线和第二压力曲线后，确定第一压力曲线在 第二时刻的压力梯度和第二压力曲线在第三时刻的压力梯度。此外，确定 在箱装置中存在的压力分别在第二时刻和第三时刻的相对于参考压力的第 一压差(和第二压差)。最后，才艮据所确定的压力梯度和压差、以及以下
假设来计算泄漏部大小在箱装置中的蒸发率是恒定的并且形成与相应压 差的方根成比例的泄漏率。基于对箱装置中的蒸发率在每个时刻都恒定的 假设，泄漏部大小可以利用上述值以简单的方法和方式借助下面的^^式来 确定
<formula>formula see original document page 4</formula>
亦即，使第二压力曲线的压力梯度((dp/dt)5)与第一压力曲线的压力
梯度((dp/dt)2)相关，并基于在第二时刻的压差(Ap2)和第三时刻的压 差(Ap5)标准化/归一化。在此箱装置的体积(V)、表征作为孔的泄漏 部的流量参数(Durchflusskennzahl) (a)、箱装置中的气体密度(p) 以及气体温度(T)作为常数应用。本公式的基础是根据孔公式假设形 成的泄漏率与相应压差的方根成比例<formula>formula see original document page 4</formula>
下标1和2分别代表本发明方法的第一阶段(从第一时刻到第二时刻) 和第二阶段(从第三时刻到第四时刻)。在此各泄漏率(Fu、 r2L )对应 于流经理解为孔的泄漏部的体积流量。合理地在箱装置中形成环境压力作为第一压力，即符合于箱装置的环 境压力的(气体)压力。然后由所述压力出发，检测第一次出现的压力曲 线，该压力曲线由于液体的蒸发或气化形成。
以有利的方式形成一负压作为第二压力。所述负压优选直至-16亳巴。 由此检测处于另一压力水平的、第二次出现的压力曲线，由于压力水平不 同，可以得到关于泄漏部的精确描述。
有利地，第一压力通过打开箱装置的通风阀形成。通过过开，所述通 风阀实现了箱装置与其周围环境之间的压力平衡。所述阀有利地保持打开 这样长的时间直到在箱装置中形成环境压力。因此第一时刻对应于所述阀 闭合并且箱装置中的压力由于液体蒸发而改变的时刻。
根据本发明的一个改进方案，第二压力通过打开一再生阀形成，该再 生阀与包含所述箱装置的内燃机的进气系统建立连接。亦即在箱装置上设 置一再生阀，所述再生阀在打开状态下建立箱装置与内燃机的进气系统的 连接。由此在运行时形成一种抽吸作用(Sog)，这种抽吸作用引起箱装置 中的负压。根据本发明，再生阀在第三时刻闭合，此后在箱装置中的压力 仅由于液体的泄漏和蒸发而改变。
合理地，将第二时刻和/或第四时刻选择成，使得分别确定的压力梯度 充分描述在本方法的各个阶段中的压力曲线，从而可得以关于泄漏部大小 的精确描述。
下面借助附图详细阐述本发明。其中示出 图la和lb示意性示出了根据本发明的方法。
具体实施例方式
图la和lb描述了本发明方法的实施例。为此图la示出了一图，其中 关于标记的时间t示出箱装置中存在的压力p。图lb示出了箱装置的通风 阀1和再生阀2的开关状态，其中通风阀1和再生阀2在第一状态3或4中闭合，在第二状态5或6中打开。同样关于时间t示出各开关状态3、 4、 5、 6。
在图la中粗体示出的曲线7表征在箱装置中测量的压力曲线。在第一 时刻^，闭合通风阀1，从而在箱装置中存在的压力仅受到处于箱装置中 的液体的蒸发或气化和箱装置中的泄漏的影响。在此，蒸发或气化理解为 体积流量或蒸发率。同样通过泄漏部流出的气体理解为体积流量或泄漏率， 其中泄漏部理解为一孔。在时刻^时，在箱装置中的压力与环境压力po 相同。这样设定的第一压力pi用作另一方法的参考压力。从时刻h起，箱 装置中的压力p对应于蒸发情况和泄漏部大小或者对应于蒸发率和泄漏率 而升高，由于在箱内腔和周围环境之间建立的平衡所述压力随着时间的增 加而升高得更慢。由时刻ti起的曲线8示出了在箱装置无泄漏的情况下的 理论压力升高(曲线)。在时刻t2,打开通风阀1,在箱装置中又形成环 境压力pq。在随后的时刻t3,打开再生阀2,从而建立与包括该箱装置的 内燃机的进气系统的连接、进而形成抽吸作用，并在箱装置中形成负压p4, 其中所述负压P4与在时刻ti闭合再生阀2时存在的压力一致。从这个时刻 起，在箱装置中的压力p又基于蒸发率和泄漏率而升高。由于所述负压使 外界空气流入箱中，使得仅受蒸发影响的压力升高变得较小，如通过曲线 9示出。在时刻t5，通风阀l再次打开，出现压力平衡，从而在箱装置中 存在环境压力po。
下面如下地确定泄漏部大小。
首先根据孔公式满足形成的泄漏率与压差的方根成比例。如果为此
考虑时刻t2和t4,其中根据孔公式，在时刻t2和t4泄漏率之比对应于在时
刻t2的压差的方^^艮与在时刻t4的压差的方根之比
v2L = y^" v钆 V^S"
分别在时刻12和t4存在于箱装置中的压力p2和P4分别与对应于环境
压力的初压po之差被确定为所述压差。在假设蒸发率V恒定的情况下得出
<formula>formula see original document page 7</formula>其中，在第一阶段(h至t2)中，总体积流量^为蒸发率Fz)2减去泄 漏率厂"。在第二阶段中(t4至ts)，总体积流量FC4为蒸发率与泄漏率之
和。这得出以下等式<formula>formula see original document page 7</formula>
然后，在第二阶段中——即从时刻t4至ts——的泄漏率F"由以下公
式算出，该公式由以上等式导出<formula>formula see original document page 7</formula>
因为测量的压力与待求的体积流量直接相关，所以可以由压力梯度代
替体积流量以求出在第二阶段的泄漏r":
<formula>formula see original document page 7</formula>
由此，基于穿过具有上述泄漏率的孔的体积流量、如下地计算泄漏部 的横截面积<formula>formula see original document page 7</formula>在此，a表示理解为孔的泄漏部的流量参数，A表示泄漏部的横截面 积，R表示气体常数，T表示温度，p表示流入或流出气体的密度。由这 个/>式得出
<formula>formula see original document page 7</formula>其中为了简化而概括为处于括号中的项
伞/&
h(项),
由此得出泄漏部的横截面积、进而得出其大小
爿=(项)'
1{(伞/<^)4 -(伞/
广 17~、
借助所述的有利方法可以确定直径从0.5 mm起的泄漏。其前提是假
设在过压阶段(t!至t2)和负压阶段(t4至ts)期间存在恒定的蒸发率(F。)。
附图标记清单
1通风阀状态 2再生阀状态 3闭合 4闭合 5打开 6打开 7曲线 8曲线
p 压力 t时间 h第一时刻 t2第二时刻 t4第三时刻 t5第四时刻 po环境压力Pl第一压力 p4第二压力 厂u泄漏率阶段l h丄泄漏率阶段权利要求
1.一种用于确定车辆特别是机动车的含液体的箱装置的泄漏部大小的方法，其中液体由于蒸发而影响箱装置中的压力，所述方法包括以下步骤-在第一时刻(t1)，在箱装置中形成作为参考压力的第一压力，-检测第一次出现的压力曲线直到第二时刻(t2)，-在第三时刻(t4)形成第二压力，其中将第一压力与第二压力选择成大小不同，-检测第二次出现的压力曲线直到第四时刻(t5)，-确定第一压力曲线在第二时刻(t2)的压力梯度和第二压力曲线在第三时刻(t4)的压力梯度，-确定压力在第二时刻(t2)相对于参考压力的第一压差，-确定压力在第三时刻(t4)相对于参考压力的第二压差，-根据所确定的压力梯度和压差、以及以下假设来计算泄漏部大小在箱装置中的蒸发率恒定、并且形成的泄漏率与相应压差的方根成比例。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，形成环境压力作为第 一压力。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，形成负压 作为第二压力。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一 压力通过打开箱装置的通风阀形成。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第二压力 通过打开一与内燃机的进气系统建立连接的再生阀形成，该内燃机包含所 述箱装置。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将第二时 刻和/或第四时刻选择成，使得分别确定的压力梯度充分描述了压力曲线。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定车辆特别是机动车的含液体的箱装置的泄漏部大小的方法，其中液体由于蒸发而影响油箱装置中的压力，所述方法包括以下步骤在第一时刻(t<sub>1</sub>)在油箱装置中形成第一压力作为参考压力，检测第一次出现的压力曲线直到第二时刻(t<sub>2</sub>)，在第三时刻(t<sub>4</sub>)形成第二压力，其中使第一压力与第二压力高度不同，检测第二次出现的压力曲线直到第四时刻(t<sub>5</sub>)，确定第一压力曲线在第二时刻(t<sub>2</sub>)的压力梯度和第二压力曲线在第三时刻(t4)的压力梯度，确定压力在第二时刻(t<sub>2</sub>)相对于参考压力的第一压差，确定压力在第三时刻(t<sub>4</sub>)相对于参考压力的第二压差，假设在箱装置中的蒸发率是恒定的并且形成与各压差的方根成比例的泄漏率，根据所确定的压力梯度和压差来计算泄漏部大小。
文档编号F02M25/08GK101646858SQ200880008288
公开日2010年2月10日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者A·克勒, L·赫尔舍, U·菲尼斯 申请人:奥迪股份公司