用于诊断燃料蒸汽双重净化系统的泄漏的方法和系统与流程

相关申请的引用

本申请要求2018年7月2日提交的韩国专利申请第10-2018-0076415号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种诊断燃料蒸汽净化系统的泄漏的方法，且更具体地，涉及一种正确诊断燃料蒸汽净化系统的燃料蒸汽泄漏的方法。

背景技术：

为了增强废气，已经在车辆行业中进行研究，特别是为了使汽油燃料的蒸发气体组分中的碳氢化合物(hc)的排放最小化，各国已经调整将燃料蒸发气体的总量调节至0.5g/天或更少的规定，并且计划将燃料蒸发气体的总量继续减少至0.054g/天或更少。

通常，为了配合此类规定，通过改进燃料箱的材料并优化其连接结构，已经使穿透燃料箱的燃料蒸发气体的发生最小化，并且已经使用了燃料蒸发气体再循环设备(其中，罐被应用于燃料供应设备)。特别地，罐包含吸附材料，该吸附材料能够吸收来自存储挥发性燃料的燃料箱的燃料蒸发气体，并且为了防止从化油器的浮子室和燃料箱蒸发的燃料蒸发气体排放到空气中，罐与燃料箱连接以收集燃料蒸发气体。

因此，收集在罐中的燃料蒸发气体通过由发动机控制器/控制单元(下文称为“ecu”)操作的净化控制电磁阀(pcsv)再次注入到发动机中以进行燃烧，并因此燃料蒸发气体被再循环。由于根据常规技术的燃料蒸汽净化系统为了通过防止燃料蒸发气体的泄漏来减少环境污染而包括从燃料箱连接到进气歧管侧的第一净化管线以及从燃料箱连接到涡轮增压器侧的第二净化管线，所以当燃料箱的燃料蒸发气体通过第一净化管线和第二净化管线被供应到发动机的进气侧时，燃料蒸发气体与外部空气一起流入发动机中以进行燃烧。

然而，在燃料蒸汽双重净化系统中，由于某些原因(诸如，部件或连接部件的老化或故障的)导致引起燃料蒸发气体泄漏的同时存在造成环境污染的风险，所以有必要通过正确诊断燃料蒸发气体通过双重净化管线的泄漏来提高车辆的生产率并减少环境污染。

本部分公开的上述信息仅是为了增强对本发明背景的理解，并因此它可能包含不构成本领域普通技术人员在该国已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供一种用于诊断燃料蒸汽双重净化系统的泄漏的方法，其能够通过正确诊断通过应用涡轮增压器的双重净化系统中的双重净化管线的燃料蒸发气体的泄漏来减少由于燃料蒸发气体的泄漏所引起的环境污染并提高车辆的生产率。

一种用于诊断燃料蒸汽双重净化系统的泄漏的方法，该燃料蒸汽双重净化系统包括从燃料箱连接到发动机的进气侧的第一净化管线和经由涡轮增压器从燃料箱连接到进气侧的第二净化管线，该方法可包括：由控制器确定车辆的操作区域是否为操作涡轮增压器的操作区域；由控制器根据操作涡轮增压器的操作区域来调节流入涡轮增压器中的进气的流量；由控制器计算连接在燃料箱中产生的燃料蒸汽的罐的碳氢化合物收集量；由控制器调节穿过第一净化管线和第二净化管线的燃料蒸汽的流量；以及确定在第一净化管线和第二净化管线中是否产生燃料蒸汽的泄漏。

主净化管线可连接到燃料箱；第一辅助净化管线和第二辅助净化管线可从主净化管线分支出；第一净化管线可由主净化管线和第一辅助净化管线形成；并且第二净化管线可由主净化管线和第二辅助净化管线形成。配置成调节燃料蒸汽的流量的净化控制电磁阀可安装在主净化管线处；并且可防止燃料蒸汽的反向流动的第一止回阀和第二止回阀可分别安装在第一辅助净化管线和第二辅助净化管线处。

第二进气管线可被配置成将进气引导至涡轮增压器，并且第一进气管线可被配置成将穿过涡轮增压器的进气引导至发动机。配置成调节流入涡轮增压器中的进气的流量的差压阀可安装在第二进气管线处，并且压力感测管线可连接到差压阀与涡轮增压器之间的第二进气管线。配置成感测压力的压力传感器可安装在压力感测管线处，并且安装在第二辅助净化管线处的第二止回阀的后端可连接到压力感测管线。

通过热交换来降低穿过涡轮增压器的进气的温度的中间冷却器，以及配置成根据驾驶员的油门踏板的操作来调节穿过第一进气管线的进气的流量的电动节气门控制阀，可安装在第一进气管线处。配置成调节和供应egr气体的egr阀和配置成降低egr气体的温度的egr冷却器可连接到差压阀与涡轮增压器之间的第二进气管线。

确定在第一净化管线和第二净化管线中是否产生燃料蒸汽的泄漏可包括：第一泄漏诊断过程，在未操作涡轮增压器的区域中，该第一泄漏诊断过程诊断在直到主净化管线及第一辅助净化管线和第二辅助净化管线的第二止回阀的前端的管线处的燃料蒸汽的泄漏；第二泄漏诊断过程，在操作涡轮增压器的操作区域中，该第二泄漏诊断过程诊断在压力感测管线处的燃料蒸汽的泄漏；以及检测第二止回阀的故障的诊断过程。

歧管绝对压力(map)传感器可安装在穿过电动节气门控制阀的第一进气管线处。在第一泄漏诊断过程中，如果根据使用map传感器感测的压力的燃料箱的压力变化率超过一预定范围，则可确定在第一泄漏诊断管线处产生泄漏。如果燃料箱的压力变化率在预定范围内，则可确定在第一泄漏诊断管线中不产生泄漏(例如，正常状态)。

第二泄漏诊断过程可包括确定使用压力感测管线的压力传感器感测的压力是否小于大气压力。当压力感测管线的压力为负压时，压力传感器可被确定为正常的，并且第二止回阀的后端与压力感测管线的连接状态可被确定为正常的。当压力感测管线的压力不为负压时，可检测压力传感器的故障或第二止回阀的后端与压力感测管线的连接故障。

在诊断第二止回阀的故障的过程中，可确定燃料箱内的压力是否小于一预定值。当燃料箱内的压力为预定值或更大时，可检测第二止回阀的故障，并且当燃料箱内的压力小于预定值时，第二止回阀可被确定为正常的。

根据本发明的示例性实施例的燃料蒸汽双重净化系统的泄漏诊断方法，由于从燃料箱连接到发动机的进气侧的第一净化管线的燃料蒸发气体泄漏可在未操作涡轮增压器的区域中可被更精确地诊断，并且从燃料箱连接到涡轮增压器的第二净化管线的燃料蒸发气体泄漏、止回阀的故障以及连接管线的泄漏在操作涡轮增压器的区域中可被更精确地诊断，所以可改进燃料蒸发气体泄漏的诊断精度，并因此可防止燃料蒸发气体的泄漏，可减少环境污染，并且可改进车辆的燃料消耗。

附图说明

在以下详细描述中，已经通过图示的方式示出并描述了本发明的示例性实施例，附图中：

图1是示出了根据本发明的示例性实施例的燃料蒸汽双重净化系统的配置的示意图；

图2是示出了根据本发明的示例性实施例的燃料蒸汽双重净化系统的配置的框图；以及

图3至图5是示出了根据本发明的示例性实施例的用于诊断燃料蒸汽双重净化系统的燃料蒸发气体的泄漏的方法的流程图。

具体实施方式

应理解，本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多功能车(suv)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车、包括各种船只和船舶的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源自石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆为具有两个或更多动力源的车辆，例如兼具汽油动力和电动力的车辆。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应理解，示例性过程也可由一个或多个模块执行。另外，应理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储该模块，并且处理器经具体被配置成执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可实现为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在连接网络的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(can)。

本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或者添加。如本文所用，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则如本文所用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。

下面将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以各种不同方式修改所描述的示例性实施例，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。

为了阐明本发明，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的元件或等同物用相同的附图标记表示。而且，每个元件的尺寸和厚度在附图中任意示出，但是本发明不必限于此，并且在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。

将参考附图详细描述根据本发明的示例性实施例的用于诊断燃料蒸汽双重净化系统的燃料蒸发气体的泄漏的方法。参考图1，在应用根据本发明的示例性实施例的用于诊断泄漏的方法的燃料蒸汽双重净化系统中，配置成调节供应到发动机的进气歧管的进气的歧管绝对压力(map)传感器2可附接到稳压箱1以感测进气压力。

特别地，为了根据驾驶员对油门踏板的接合度来调节流入稳压箱1中的进气量，可将电动节气门控制(etc)阀4安装在连接到稳压箱1的第一进气管线3处。配置成通过热交换来降低进气温度的中间冷却器5可安装在第一进气管线3处，并且涡轮增压器的压缩机6可连接到中间冷却器5的前端。当压缩机6通过接收由发动机的废气操作的涡轮机的动力而被操作时，进气可被压缩以供应到第一进气管线3，并且中间冷却器5可被配置成通过压缩机6的压缩来冷却具有升高的温度的进气，以将其供应到发动机。

另外，为了感测由压缩机6增加的进气压力，增压传感器7可安装在电动节气门控制阀4与中间冷却器5之间的第一进气管线3处。空气滤清器8可经由第二进气管线9(诸如，空气软管)连接到压缩机6的入口，并且空气滤清器8可被配置成将流入压缩机6中的进气的异物排出。差压阀10可安装在空气滤清器8与压缩机6之间的第二进气管线9处，以基于差压阀10的打开和关闭来调节流经第二进气管线9的外部空气的流量。

配置成将一部分废气再循环到发动机侧的再循环气体通道11可连接到使差压阀10和压缩机6连接的第二进气管线9，并且配置成调节再循环气体的流量的废气再循环(egr)阀12和配置成通过与再循环气体的热交换来降低再循环气体的温度的egr冷却器13可分别安装在再循环气体通道11处。另外，为了收集从燃料箱14蒸发的燃料蒸发气体，罐15可连接到燃料箱14，配置成感测燃料箱14中的燃料压力的燃料压力传感器16可安装在燃料箱14处，并且配置成控制在罐15处收集的燃料蒸发气体的罐控制阀(ccv)17可安装在罐15处。

此外，为了将在罐15中收集的燃料蒸发气体供应到发动机的进气侧以进行燃烧，主净化管线18的第一端可连接到罐15，并且净化控制电磁阀(pcsv)19可安装在主净化管线18处，以通过主净化管线18调节燃料蒸发气体的供应。第一辅助净化管线21和第二辅助净化管线22中每者的第一端可通过耦接器20连接在主净化管线18的第二端处，第一辅助净化管线21的第二端可连接到电动节气门控制阀4与稳压箱1之间的第一进气管线3，并且罐15的燃料蒸发气体可通过主净化管线18和第一辅助净化管线21经由第一进气管线3供应到发动机并被燃烧。

特别地，为了防止第一进气管线3的进气反向流动到第一辅助净化管线21，第一止回阀(cv1；23)可安装在第一辅助净化管线21处。配置成感测压力的压力传感器25可通过压力感测管线26连接到涡轮增压器的压缩机6与差压阀10之间的第二进气管线9。压力传感器25安装在压力感测管线26的第一端处，并且其第二端可连接到涡轮增压器的压缩机6与差压阀10之间的第二进气管线9。第二辅助净化管线22的第二端可连接到压力感测管线26并且可经由压力感测管线26连接到第二进气管线9。

因此，罐15的燃料蒸发气体可通过主净化管线18、第二辅助净化管线22和压力感测管线26经由第二进气管线9被供应到发动机，并且可被燃烧。另外，第二止回阀(cv2；24)可安装在第二辅助净化管线22处，以防止沿着第二进气管线9流动的进气反向流动到第二辅助净化管线22。

参考图2，驾驶信息感测单元30被配置成感测包括驾驶员的所需扭矩、所需速度、发动机速度和发动机负载的驾驶信息，并且该驾驶信息可被传输到控制器40。特别地，可使用设置在车辆内的油门踏板传感器(aps)感测驾驶员的所需扭矩和所需速度，可使用扭矩传感器感测发动机扭矩，并且可使用速度传感器感测发动机速度。

控制器40可为安装在车辆内的发动机控制单元(ecu)。具体地，控制器40可被配置成使用从驾驶信息感测单元30输入的各种检测信号来感测车辆的驾驶信息。因此，控制器40可被配置成基于检测信号产生各种控制信号以操作发动机50、涡轮增压器、egr阀12、罐15、净化控制电磁阀19、罐控制阀17、差压阀10等。因此，控制器40可包括由预定程序操作的至少一个处理器，并且预定程序执行根据本发明的示例性实施例的用于诊断燃料蒸汽(燃料蒸发气体)净化系统的泄漏的方法的每个步骤。

在下文中，将参考图3详细描述根据本发明的示例性实施例的燃料蒸汽双重净化系统的操作和用于诊断泄漏的方法。如图3所示，驾驶信息感测单元30可被配置成感测包括驾驶员的所需扭矩、所需速度、发动机速度和发动机负载的驾驶信息(步骤s10)。感测单元30可包括上面论述的各种传感器。由驾驶信息感测单元30感测的驾驶信息可被传输到控制器40。

另外，驾驶信息感测单元30可被配置成使用燃料压力传感器16感测燃料箱14的燃料压力，使用map传感器2感测进气歧管侧的压力，并且使用压力传感器25感测差压阀10与压缩机6之间的第二进气管线9的压力，以传输到控制器40。控制器40可被配置成根据驾驶信息来确定车辆的操作区域是否为操作涡轮增压器的操作区域(步骤s20)。例如，操作涡轮增压器的操作区域可为高速和高负载区域，并且未操作涡轮增压器的操作区域可为低速和低负载区域。

当车辆的操作区域为未操作涡轮增压器的操作区域时，控制器40可被配置成打开差压阀10。因此，当差压阀10打开时，进气可经由第二进气管线9和第一进气管线3通过进气歧管流入发动机中。在涡轮增压器的非操作过程中，控制器40可被配置成计算罐15的碳氢化合物收集量(步骤s62)。控制器40还可被配置成根据流入发动机50的空气量和包含在废气中的氧气量来计算罐15的碳氢化合物浓度，从而据其计算碳氢化合物收集量。

此外，控制器40可被配置成基于碳氢化合物收集量来执行净化控制电磁阀19的占空比控制(步骤s64)，并且据其来控制调节排出的燃料蒸汽量。第一止回阀23可通过在进气歧管处形成的负压而被打开，并且通过净化控制电磁阀19排出的燃料蒸汽可经由进气歧管通过第一辅助净化管线21和第一止回阀23流入发动机中，并且可被燃烧。

特别地，控制器40可被配置成执行第一泄漏诊断过程，该第一泄漏诊断过程可包括确定在燃料蒸汽双重净化系统中是否产生燃料蒸汽的泄漏(步骤s70)。换句话说，控制器40可被配置成确定燃料蒸汽是否在直到主净化管线18及第一辅助净化管线21和第二辅助净化管线22的第二止回阀24的前端241的管线(下文中称为第一泄漏诊断管线)中泄漏。换句话说，如图4所示，控制器40可被配置成确定基于使用map传感器2感测的进气歧管的压力在燃料箱14的燃料压力传感器16中感测到的燃料箱14的压力的变化率是否在预定范围内(步骤s72)。特别地，根据进气歧管压力的燃料箱的压力变化率可被预先以映射数据形式存储在控制器中。

当根据进气歧管压力的燃料箱的压力变化率超过预定范围时，可在第一泄漏诊断管线中检测泄漏(步骤s74)。然而，当根据进气歧管压力的燃料箱的压力变化率在一预定范围内时，控制器40可被配置成确定在第一泄漏诊断管线中没有产生泄漏(例如，正常状态)(步骤s76)。当车辆的操作区域为操作涡轮增压器的操作区域时，控制器40可被配置成将差压阀10关闭小于最大关闭量的一预定量(步骤s30)，以在差压阀10与涡轮增压器的压缩机6的前端之间的第二进气管线9处形成负压。

特别地，在第二进气管线9处形成的负压的大小可由差压阀10的关闭量确定，并且差压阀10的关闭量小于最大关闭量。最大关闭量可由发动机的所需进气量和根据差压阀10的开度的进气的流速来确定。发动机的所需进气量可由驾驶员的所需扭矩确定。

当差压阀10关闭预定量时，在压缩机6的前端处形成负压，然而，由于通过进气管线供应到发动机50的进气量减少，所以当差压阀被过度关闭时，进气减少，从而阻止发动机的输出被维持。因此，根据驾驶员的所需扭矩确定的用于维持发动机输出的差压阀10的关闭量成为最大关闭量。特别地，发动机的输出、根据所需进气量的差压阀的关闭量、以及最大关闭量可作为映射表格形式被预先存储在控制器40中。

控制器40可被配置成计算罐15的碳氢化合物收集量(步骤s32)。特别地，控制器40可被配置成根据流入发动机50的汽缸中的空气量和包含在废气中的氧气量来计算罐15的碳氢化合物浓度，从而据其计算碳氢化合物收集量。计算碳氢化合物收集量的方法对于本发明技术领域的普通技术人员来说为显而易见的，因此省略具体描述。控制器40可被配置成基于碳氢化合物收集量来执行净化控制电磁阀19的占空比控制(步骤s34)，从而调节排出的燃料蒸汽量。特别地，由于第一止回阀23可被由差压阀10在压缩机6的前端的第二进气管9处形成的负压堵塞并且第二止回阀24可能打开，所以通过净化控制电磁阀19排出的燃料蒸汽可经由第二止回阀24和第二进气管线9及压缩机6通过第一进气管3供应到发动机50。

此外，控制器40还可被配置成执行第二泄漏诊断过程，该第二泄漏诊断过程可包括诊断燃料蒸汽双重净化系统中的压力感测管线26(称为第二泄漏诊断管线)的燃料蒸汽是否泄漏(步骤s40)。换句话说，控制器40可被配置成确定使用压力传感器25感测的压力是否为小于大气压力的负压(步骤s41)。当涡轮增压器操作时，通过将差压阀10关闭预定量，在差压阀10与涡轮增压器的压缩机6之间的第二进气管线9处产生负压，并且该负压也作用在连接到第二进气管线9的压力感测管线26处，并因此使用压力传感器25感测的压力变为小于大气压力的负压。

当感测到负压时，控制器40可被配置成确定压力传感器25被正常操作(例如，没有故障或泄漏)。另外，由于第二止回阀24的后端242可连接到压力感测管线26，所以控制器40可被配置成确定第二止回阀24的后端242和压力感测管线26的连接级为不产生泄漏的正常状态。当使用压力传感器25感测的压力不为负压时，控制器40可被配置成检测压力传感器25的故障或错误，并且检测第二止回阀24的后端242和压力感测管线26的连接状态下的泄漏的产生(步骤s42)。然而，当压力为负压时，控制器40可被配置成确定出压力传感器25是正常的并且第二止回阀24的后端242和压力感测管线26的连接状态是正常的(步骤s43)。

此外，控制器可被配置成如下所述地诊断第二止回阀24的故障(步骤s43)。由于负压也经由第二辅助净化管线22通过第二止回阀24作用在燃料箱14上，所以控制器40可被配置成通过安装在燃料箱14处的燃料压力传感器16来确定燃料箱14内的压力是否小于一预定值，即，在控制器40中映射的预定值(步骤s44)。当燃料箱内的压力为预定值或更大时，控制器40可被配置成检测第二止回阀24的故障或错误(步骤s45)。当燃料箱内的压力小于预定值时，控制器40可被配置成确定出第二止回阀24是正常的(步骤s46)。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，由于在燃料蒸汽双重净化系统中可更精确地诊断燃料蒸汽的泄漏存在，所以可以有效地防止由于燃料蒸汽的泄漏和车辆的生产率下降而引起的环境污染，并且另外，通过适当使用燃料蒸汽也可改进车辆的燃料消耗。

虽然已经结合目前被认为是示例性实施例的内容描述本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例，相反，本发明旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

符号说明

1：稳压箱

2：map传感器

3：进气管线

4：电动节气门控制阀

5：中间冷却器

6：压缩机

7：增压传感器

8：空气滤清器

9：第二进气管线

10：差压阀

11：再循环气体通道

12：egr阀

13：egr冷却器

14：燃料箱

15：罐

16：压力传感器

17：罐控制阀

18：主净化管线

19：净化控制电磁阀

20：耦接器

21：第一辅助净化管线

22：第二辅助净化管线

23：第一止回阀

24：第二止回阀

25：压力传感器

26：压力感测管线

30：驾驶信息感测单元

40：控制器

50：发动机