本發(fā)明涉及一種用于診斷內(nèi)燃發(fā)動機車輛的燃料蒸氣過濾器的凈化閥門的操作的方法。本發(fā)明還涉及用于實施這種方法的發(fā)動機。

背景技術(shù)：

污染控制標準目前規(guī)定車輛必須裝備有允許診斷燃料蒸氣過濾器的凈化操作的裝置。

這樣的過濾器(還稱為“罐”)被安裝在包含內(nèi)燃發(fā)動機和用于燃料(如汽油)的儲存器的車輛上，以便防止從這個儲存器中出來的任何蒸氣被排放到大氣中。蒸汽在行程的過程中以自動的方式被定期凈化。通過在過濾器的儲備室中的空氣入口和發(fā)動機的進氣歧管之間建立回路進行這種凈化，以便使蒸汽連同燃料一起在燃燒室中燃燒。凈化閥門被安裝在將過濾器連接到進氣歧管的管道上。在正常操作過程中，由發(fā)動機的控制單元控制的凈化閥門在凈化開始時逐漸打開、保持打開直到凈化結(jié)束，然后同樣地逐漸重新關(guān)閉。打開是逐漸的，以便發(fā)動機的運行參數(shù)有時間適配這種額外到來的燃料和空氣。

當這個凈化閥門保持打開時，凈化閥門沒有再次關(guān)閉或僅部分地再次關(guān)閉，這被稱為故障。

為檢測這種故障，現(xiàn)有技術(shù)的方法在車輛處于怠速模式時測試凈化閥門的操作。

用于診斷的方法之一涉及在凈化閥門打開的過程中觀察發(fā)動機的運行。通過舉例，文件fr2900982a1提出了當發(fā)動機怠速時進行罐的凈化，觀察怠速速度控制器的性能，例如，基于pid(比例積分微分)類型的控制器。對比凈化前和凈化后控制器的參數(shù)使得可以診斷凈化閥門的打開是否已經(jīng)發(fā)生。

但是，這樣的方法在裝備有自動停止和啟動功能(啟動&停止)的車輛的情況下不適用。實際上，怠速階段在這種車輛中幾乎不存在。因此，變得有必要來發(fā)展在怠速范圍之外運行的新方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了響應(yīng)這種需要，本發(fā)明提出一種用于診斷罐的凈化閥門的操作的方法，該方法在怠速時和怠速范圍之外均可運行。

本發(fā)明涉及一種用于診斷內(nèi)燃發(fā)動機的燃料蒸氣過濾器的凈化閥門的操作的方法，凈化閥門根據(jù)請求在過濾器的儲備室與發(fā)動機的進氣歧管之間建立流體連通，在凈化過程中執(zhí)行的所述方法的特征在于，該方法包括以下步驟：

a)在t0時刻檢測預(yù)先建立的所述凈化閥門的特定打開水平，在此基礎(chǔ)上所述凈化閥門被認為是充分打開的，

b)在t2時刻執(zhí)行強制且瞬時關(guān)閉所述凈化閥門，

c)在t0時刻t2時刻之間的t1時刻，測量在進氣歧管內(nèi)部占主導的歧管的第一壓力p1m，并且根據(jù)該發(fā)動機的運行點來計算用于該歧管的所述壓力的第一建模值p1c，

d)在t2時刻之后的t3時刻，測量歧管的第二壓力p2m，并且根據(jù)該發(fā)動機的運行點來計算用于該歧管的所述壓力的第二建模值p2c，

e)計算測得的壓力p1m與計算的壓力p1c之間的第一偏差e1并且計算測得的壓力p2m與計算的壓力p2c之間的第二偏差e2

f)計算對應(yīng)于第一偏差e1和第二偏差e2之間的差值的標準c

g)如果標準c低于預(yù)定閾值cs，診斷所述凈化閥門故障。

因此，根據(jù)本發(fā)明實施對于該凈化閥門的操作的診斷不限于怠速階段，可以在凈化啟動時的任何時刻實現(xiàn)。事實上，由于該方法是基于歧管壓力的建模，可以在任何時間測量進氣歧管內(nèi)的主導壓力、并且將該主導壓力與在任何時間獲得的建模壓力相比較，該建模壓力在理論上對應(yīng)于凈化階段之外該進氣歧管內(nèi)的主導壓力。因此，測得的壓力相對于建模壓力的變化使得可以提供打開或關(guān)閉凈化閥門的信息。

這種方法簡單并且對于其實施而言除程序(例如，在發(fā)動機的控制單元中的程序)之外不要求特定的裝置。足以檢測凈化階段正在進行中，測量歧管壓力、同時確定建模壓力的值、然后命令強制且瞬時關(guān)閉所述凈化閥門。在此關(guān)閉之后，同樣有必要測量歧管壓力，同時，確定建模壓力的值。在瞬時關(guān)閉之前和之后比較測得的壓力值和建模壓力值之間的偏差，允許檢測到任何故障。事實上，在正常操作這種凈化閥門的情況下，歧管壓力的急劇下降應(yīng)該在這種瞬時關(guān)閉之后。但是，這將導致通過公式c＝e1-e2計算出的標準將較高的事實，在該公式中，e1＝e1m-e1c并且e2＝e2m-e2c。相反地，在閥門沒有正確運行的情況下，也就是說閥門被封阻在打開或關(guān)閉位置的情況下，因為e1和e2的值將接近，所以這個標準將較低。

該方法的實施不需要安裝特定的測量裝置，由于允許測量進氣歧管內(nèi)的壓力的傳感器目前已經(jīng)可用在內(nèi)燃發(fā)動機上?；诔Ｒ?guī)參數(shù)(非限制性地，例如，發(fā)動機的速度、蝶形閥的打開程度、發(fā)動機的溫度、和大氣壓力)開始建模。為了識別由于發(fā)動機的運行點的變化造成的其凈化流速引起的壓力變化，該模型沒有考慮凈化流速，其結(jié)果是該模型僅根據(jù)發(fā)動機的運行點而變化。

此外，計算偏差e1和e2之間的差值使得可以不考慮測得的壓力和建模壓力之間的系統(tǒng)偏差。事實上，該系統(tǒng)偏差是恒定的，偏差之間差值的提供抵消了系統(tǒng)偏差的作用。

根據(jù)一個實施例，凈化閥門被認為是充分打開的打開水平大于或等于所述凈化閥門70％打開。此條件使得可以確保測量的可靠性。事實上，閥門的打開水平越大，標準c將越準確。這通過以下事實來說明，到達進氣歧管的空氣和燃料蒸氣的流量隨著凈化閥門的打開水平的增加而增大。其結(jié)果是，在瞬時關(guān)閉之前測得的壓力與這種瞬時關(guān)閉之后測得的壓力之間的偏差更大。建模壓力的值獨立于這種打開的水平，由于模型僅根據(jù)發(fā)動機的運行點而變化。

此外，為了不限制在行程進程上進行的診斷數(shù)量，推薦的是，凈化閥門被認為是充分打開的打開水平小于所述凈化閥門90％打開。

根據(jù)優(yōu)選實施例，t0時刻和t1時刻之間的偏差對應(yīng)于歧管壓力的穩(wěn)定時間。因此，一旦檢測到在t0時刻打開凈化閥門，直到t1時刻將會啟動短暫的延遲，以便允許歧管壓力的穩(wěn)定，此時，測得實際壓力p1m并且計算出對應(yīng)的建模壓力p1c。這種穩(wěn)定將尤其允許獲得p1m的更準確的值。

有利地，t0時刻和t1時刻之間的這個時間是在1s和3s之間。

根據(jù)優(yōu)選實施例，t2時刻和t3時刻之間的偏差對應(yīng)于強制且瞬時關(guān)閉之后歧管壓力的穩(wěn)定時間。因此，一旦在t2時刻發(fā)生了強制且瞬時關(guān)閉，直到t3時刻啟動短暫的延遲，以便允許歧管壓力的穩(wěn)定，此時，測得實際壓力p2m并且計算出對應(yīng)的建模壓力p2c。這種穩(wěn)定將尤其允許獲得p2m的更準確的值。

有利地，t2時刻和t3時刻之間的這個時間是在0.5s和2s之間。

根據(jù)一個實施例，在t0時刻和t1時刻之間，驗證該歧管壓力低于之前確定的最大值pmax，例如800hpa。通過確保該歧管壓力的變化低于之前確定的最大值(例如，20hpa/s，作為絕對值)，同樣驗證了發(fā)動機的運行點是穩(wěn)定的。

根據(jù)另一個實施例，t2時刻和t3時刻，同樣驗證了歧管壓力低于之前確定的最大值pmax并且驗證了發(fā)動機的運行點是穩(wěn)定的。如果t2時刻和t3時刻之間的壓力變化超過預(yù)先建立的閾值(約為100hpa)，則停止診斷，因為具有危害的風險。

優(yōu)選地，t1時刻等于t2時刻，剛好在記錄測得的壓力p1m和計算出的壓力p1c之后，執(zhí)行對凈化閥門的強制且瞬時的關(guān)閉。剛好在測量出壓力p1m和計算出壓力p1c之后啟動瞬時關(guān)閉的事實使得可以減少用于診斷所必需的時間。這樣的結(jié)果是，增加了同一凈化進程中可能診斷的數(shù)量。這通過以下事實來說明，在瞬時關(guān)閉凈化閥門的過程中，如果發(fā)動機的控制單元凈化檢測到凈化的持續(xù)時間不足時，所述凈化閥門將自動重新打開。

根據(jù)一個改進的實施例，步驟a)到步驟g)被重復至少一次，并且，如果每種情況的標準c小于閾值cs，則得出凈化閥門的故障的結(jié)論。這使得可以賦予診斷更大的可靠性，限制了誤報警增加的風險。例如，如果診斷的第一實施檢測到故障，步驟a)至步驟g)被重復預(yù)先確定次數(shù)，例如2次與4次之間。如果(并且只有)每種情況的結(jié)果相同，重復這些步驟，則得出凈化閥門發(fā)生故障的結(jié)論。

根據(jù)另一個改進的實施例，建模壓力包含理論部分和校正部分，這個校正部分是根據(jù)理論部分和凈化階段之外測量的壓力之間的偏差通過學習過程來確定的。這種學習過程使得可以考慮關(guān)于發(fā)動機運行的理論模型的系統(tǒng)變化性。例如，這些變化性來源于機加工不準確性，來源于傳感器的更換或者來源于污染。取決于以發(fā)動機的運行點為特征的至少特定的參數(shù)而總體地或優(yōu)先地確定校正部分。

本發(fā)明還將內(nèi)燃發(fā)動機作為其目的，該內(nèi)燃發(fā)動機包含進氣歧管、燃料蒸氣過濾器、根據(jù)請求在過濾器的儲備室和發(fā)動機的之間建立流體連通的凈化閥門、測量在進氣歧管內(nèi)部占主導的歧管壓力的裝置，所述發(fā)動機的特征在于該發(fā)動機實施先前描述的方法。

附圖說明

精讀以下說明并參考附圖，將更容易理解本發(fā)明并且將認識到其他特征和優(yōu)點，在附圖中：

-圖1是內(nèi)燃發(fā)動機的示意圖，該內(nèi)燃發(fā)動機包含根據(jù)本發(fā)明實施診斷方法的燃料蒸氣過濾器；

-圖2是示出根據(jù)本方法的優(yōu)選實施例，在強制關(guān)閉凈化的進程中測量并建模的歧管壓力的發(fā)展的時間圖。

具體實施方式

如圖1表示的內(nèi)燃發(fā)動機1是強制點火類型。該內(nèi)燃發(fā)動機包含一系列燃燒室10，這些燃燒室通過空氣過濾器11、通過隨后的蝶形閥12和進氣歧管13而被供給空氣和燃料的混合物。發(fā)動機1的其他功能元件與本發(fā)明無關(guān)并且在此未表示出。

此外，發(fā)動機1包括用于燃料的儲存器14和用于燃料蒸氣的過濾器15。用于燃料蒸氣的過濾器15包含儲備室150，該儲備室經(jīng)由第一管道16與儲存器14的上部分相連接。儲備室150同樣連接至進氣口151并且通過第二管道17和凈化閥門152連接至進氣歧管13。

發(fā)動機1包含控制單元18，該控制單元例如是電子微處理器卡。這樣的控制單元18是常規(guī)的，在本文中沒有詳細說明。

控制單元18從定位在發(fā)動機1上的傳感器接收信息，具體地是通過在此未示出的用于發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)速度的傳感器、溫度傳感器、氧探針、以及用于測量進氣歧管13內(nèi)的壓力的壓力傳感器19。

控制單元18同樣控制凈化閥門152。當凈化受到控制并且超過根據(jù)本發(fā)明的診斷方法的實施范圍之外時，凈化閥門152逐漸打開直到其完全打開。該凈化閥門保持打開一定時間，然后同樣逐漸重新關(guān)閉。當閥門打開時，在進氣口151和進氣歧管13之間建立氣流，使得包含在儲備室150中的燃料蒸氣被朝向進氣歧管13攜帶、并且在燃燒室10中燃燒。

圖2示出了在實施根據(jù)本發(fā)明的方法的進程中在凈化階段過程中該凈化閥門152的位置(如該凈化閥門打開的百分比)，如曲線20。這個凈化閥門152的位置的變化包括逐漸打開直到全部打開的階段201、保持處于打開位置的階段202、和瞬時關(guān)閉203。

在凈化閥門152的位置的這種變化過程中，該控制單元18確定建模壓力，該建模壓力理論上對應(yīng)于凈化階段之外的進氣歧管13內(nèi)的壓力。通過圖2中的曲線21表示了建模壓力。該建模壓力包含了在凈化周期之外通過學習過程獲得的理論部分和校正部分。同時，壓力傳感器19測量進氣歧管13內(nèi)的壓力。這種測量的結(jié)果由圖2中的曲線22指示。

當凈化閥門152被封阻時，進氣歧管內(nèi)測量的壓力不以相同的方式變化。曲線23表示了當凈化閥門152被封阻在關(guān)閉位置時測得的壓力的變化。在這種情況下，進氣歧管13內(nèi)的壓力保持非常接近于建模壓力。在建模壓力和測得的壓力之間可能存在偏差d，盡管這個偏差基本上恒定。

為了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的診斷，當凈化閥門的打開達到特定的打開百分比(超過該百分比的打開被認為足夠)之時，控制單元18檢測出該凈化閥門在t0時刻打開。這個百分比打開優(yōu)選地是在70％打開與90％打開之間。這使得可以準確測量p1m并且不會限制單個凈化進程中可能的診斷次數(shù)。

然后，啟動第一延遲，以便允許進氣歧管中壓力穩(wěn)定。這個延遲的持續(xù)時間例如從1s到3s。在這個第一延遲結(jié)束時，在t1時刻，該控制單元18存儲根據(jù)發(fā)動機1的運行點在歧管內(nèi)測得的壓力p1m的值和該計算出的用于建模壓力的值p1c。這兩個值然后用于計算第一偏差e1＝p1m-p1c。

隨后在略位于該t1時刻之后的該t2時刻強制且瞬時關(guān)閉該凈化閥門152，使得該控制單元18已經(jīng)存儲這個間隔過程中的這些壓力值p1m和p1c。作為在此未示出的變體，該t2時刻還可以與該t1時刻相同。

在該t2時刻瞬時關(guān)閉凈化閥門之后啟動第二延遲，以便允許該歧管壓力穩(wěn)定。例如，這個延遲的持續(xù)時間在0.5s與2s之間。在這個延遲結(jié)束時，在該t3時刻，該控制單元18存儲根據(jù)該發(fā)動機1的新的運行點在該歧管內(nèi)測得的該壓力p2m的值和計算出的該建模壓力p2c的值、并且然后計算第二偏差e2＝p2m-p2c。然后，該控制單元18根據(jù)公式建立標準c：

c＝e1-e2，

并且，然后該標準c與預(yù)先確定的閾值cs相比較。如果該標準c大于cs，該閥門正確地起作用。否則，一次或多次重復該診斷。如果該結(jié)果在一定次數(shù)(例如，2次與4次之間)之后保持不變，也就是說，如果每種情況的該標準c低于該閾值cs，于是得出該凈化閥門152已發(fā)生故障的結(jié)論。另一方面，如果該標準c至少一次大于該閾值cs，則得出沒有發(fā)生故障的結(jié)論。