操作燃油蒸氣排放系統洩漏檢測泵用的裝置和方法
2024-02-03 17:07:15
專利名稱：操作燃油蒸氣排放系統洩漏檢測泵用的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及以內燃機為動力的汽車的燃油系統用的燃油蒸氣排放控制系統，特別涉及確定防止洩漏的燃油蒸氣排放控制系統的完整性用的設備和方法。
背景技術：
現代汽車中一種典型的燃油蒸氣排放控制系統包括一個蒸氣收集罐，該罐收集燃油箱頂部空間中由於箱中液體燃油揮發而產生的揮發性燃油蒸氣。在有助於排氣的條件下，由燃油箱頂部空間和罐配合限定的燃油蒸氣發排放物空間利用一個罐排氣系統被排入到發動機進氣歧管中，該罐排氣系統包括一個連接在罐和發動機進氣歧管之間並由發動機控制計算機操作的罐排氣電磁閥。罐排氣電磁閥通過從發動機控制計算機來的一信號而打開一定量，這使得進氣歧管真空能夠從罐中抽吸揮發的蒸氣，用於以與發動機操作一致的速率將可燃混合物一起夾帶通入發動機的燃燒室空間，以提供可以接受的車輛駕駛性能和可能接受的廢氣排放水準。
某些規定要求，一些未來的用內燃機為動力的使用揮發性燃油(如汽油)的汽車裝有具備車上診斷能力的燃油蒸氣排放控制系統，用於測定燃油蒸氣排放物空間中是否存在洩漏。迄今已經提出用下列方法進行此種測定，就是在燃油蒸氣排放物空間中暫時產生一種顯著不同於周圍大氣壓力的壓力狀態，然後觀測該顯著不同的壓力中的變化，這種變化指示洩漏。
共同擁有的美國專利No.5,146,902「正壓罐排氣系統完整性驗證」公開了一種進行此種測定的系統和方法，辦法是通過在燃油蒸氣排放物空間中產生一定的正壓(相對於周圍大氣壓力)而使該空間增壓，然後觀測指示洩漏的壓力下降。如參照專利中提到的，通過燃油蒸氣排放物空間的正向增壓的洩漏完整性驗證比起通過負向增壓的洩漏完整性驗證來提供某些優點。
在1992年12月23日提出申請的共同擁有的USSN07/995,484並隨後在1994年7月7日以WO94/15090公布的發明公開了一種裝置和方法，用於一旦將壓力基本上變到顯著不同於周圍大氣壓力的預定值時測量從燃油蒸氣排放物空間產生的相當小洩漏的有效小孔的尺寸。一般地說，這涉及使用一個在燃油蒸氣排放物空間中產生此種壓力值的往復泵和一個響應泵機構往復的開關。更具體地說，該泵有一個可移動的壁，該壁在一個包括進氣衝程和壓縮衝程的周期中往復移動，以在燃油蒸氣排放物空間中產生此種壓力值。在進氣衝程中，大氣空氣充氣量被抽入該泵的空氣泵腔空間中。在隨後的壓縮衝程中，該可移動壁受一個機械彈簧的推動而壓縮空氣充氣量，使得該受壓縮的空氣充氣量的一部分被迫進入燃油蒸氣排放物空間。在後隨的進氣衝程中，產生另外的大氣空氣充氣。
在完整性驗證程序開頭，泵迅速往復移動，試圖建立預定水準的壓力。如果存在嚴重洩漏，泵將不能夠使燃油蒸氣排放物空間增壓到預定水準，從而將保持迅速往復移動。因此，泵繼續迅速往復移動而超過一個應當已經基本上達到該預定壓力的時間，將指示存在嚴重洩漏，因而可以認為該燃油蒸氣排放控制裝置系統缺乏完整性。
泵爭取達到的壓力是基本上通過其上述機械彈簧而設定的。不存在嚴重洩漏時，將向著預定水準建立壓力，而往復移動的速率將相應地減小。對於洩漏為零的理論狀態，往復移動將在一個點上停止，在該點上彈簧不能迫使更多的空氣進入燃油蒸氣排放物空間。
比嚴重洩漏小的洩漏是以一種能夠測量洩漏的有效小孔尺寸的方式檢測的，因此早期申請的發明能夠在非常小的洩漏和稍大的洩漏之間進行區別，這種非常小的洩漏被認為是可以接受的，而那種稍大的洩漏雖然被認為比嚴重洩漏小，但仍然被認為是不可接受的。提供一些測量比嚴重洩漏小的洩漏的有效小孔尺寸的能力而不是僅僅區別完整性和不完整性，對某些汽車可以認為是重要的。
獲得這種測量用的裝置包括一個開關，該開關作為泵的整體部件，被用於感測泵機構的往復移動。這樣一種開關例如可以是舌簧開關、光學開關或霍爾傳感器。該開關被用來使泵機構在壓縮衝程末尾往復移動並作為空氣被泵入燃油蒸氣排放物空間中有多快的指示。因為當壓力開始建立時泵的往復移動速率將開始下降，所以在第一種情況下可以使用開關操作速率的檢測來確定是否存在嚴重洩漏。如上所述，嚴重洩漏是通過開關操作速率不能在一定時間內下降到一定頻率以下來指示的。當不存在嚴重洩漏時，開關操作頻率提供洩漏的測量，即使該洩漏已經被確定比嚴重洩漏小，這種測量也能夠用於區別燃油蒸氣排放物空間的完整性和不完整性。一旦燃油蒸氣排放物空間壓力已基本上建立到預定壓力，開關指示泵往復移動速率小於一定頻率將指示燃油蒸氣排放物空間的完整性，而開關指示更大頻率將指示燃油蒸氣排放物空間的不完整性。
發明概要本發明涉及一種燃油蒸氣排放控制系統用的車上診斷系統的改進，其中該診斷系統包括一種如上面參照的專利申請中公開的洩漏檢測泵。更具體地說，這種改進涉及一種以特別有利於微處理器為基礎的控制的有效方式來操作洩漏檢測泵的裝置和方法。本文將公開的本發明的優選實施例取在微處理器中編製程序的計算程序形式，然後無論何時當對燃油的某些有關部分和燃油蒸氣排放控制系統進行診斷洩漏試驗時，由微處理器執行該計算程序。
本發明的上述以及其它特點、優點和好處將在後隨的描述和權利要求中看到，這些描述和權利要求應當與附圖結合考慮。根據現時實施本發明所考慮的最佳方式，這些附圖公開本發明的當前優選實施例。
附圖簡述
圖1是包括體現本發明原理的診斷裝置的燃油蒸氣排放控制系統及汽車有關部分的總示意圖；圖2是圖1中洩漏檢測泵本身的縱向截面圖；圖3是表示診斷程序的流程圖。
優選實施例的描述圖1表示以內燃機為動力的汽車用的燃油蒸氣排放控制(EEC)系統10，該系統與汽車發動機12、燃油箱14和發動機控制計算機16相結合，包括一個常規的蒸氣收集罐(活性炭罐)18、一個罐排氣電磁閥(CPS閥)20、一個罐通風電磁閥(CVS閥)22和一個洩漏檢測泵24。
燃油箱14的頂部空間利用導管26與罐18的入口產生流體連通，使得它們相互配合地限定一個燃油蒸氣排放物空間，在該空間內暫時地限制和收集由箱中燃油蒸發產生的燃油蒸氣，直到被排入發動機12的進氣歧管28。第二導管30使罐18的出口與CPS閥20的入口產生流體連通，而第三導管32使CPS閥20的出口與進氣歧管28產生流體連通。第四導管34使罐18的通風口與CVS閥22的入口產生流體連通。CVS閥22也有一個與大氣直接連通的出口。
發動機控制計算機16接受一系列與控制發動機及其相關系統(包括EEC系統10)有關的輸入信號(發動機參數)。計算機的一個輸出口通過電路36控制CPS閥20，另一個輸出口通過電路38控制CVS閥22，而另一個輸出口通過電路40控制洩漏檢測泵24。電路40連接到泵24的入口42上。
泵24包括一個向周圍大氣開口的入口44和一個利用三通管與導管34產生流體連通的出口46。該泵還有一個通過導管50與進氣歧管28連通的真空入口48。再者，該泵有一個提供信號的出口52，該信號通過電路54傳送給計算機16。
在發動機運行期間，泵24的操作不時地接受計算機16的指令，作為確定EEC系統10是否向大氣洩漏的不定時診斷程序的一部分。在產生此種診斷程序時，計算機16指令CPS閥20和CVS閥22關閉。在發動機運行期間而不是在產生診斷程序時，泵24不操作，計算機16打開CVS閥22，而且計算機16選擇性地操作CPS閥20，使得CPS閥20在有助於排氣的狀態下打開而在無助於排氣的狀態下關閉。這樣，在汽車運行期間，只要不執行診斷程序，對該特定車輛就以通常方式完成罐內排氣功能。當執行診斷程序時，燃油蒸氣排放物空間被關閉，使得該空間能夠由泵24增壓。
現在參照圖2仔細審視泵24的細部。泵24包括一個由幾個裝配在一起的塑料部件組成的殼體56。在該殼體內部，一個可移動的壁58將殼體56分為真空腔空間60和空氣泵腔空間62。可移動壁58包括一個大體上圓形的膜片64，該膜片可以彎曲但基本上不可拉伸，其外周邊以密封方式夾在兩個殼體部件中。插入件68的大體上圓形的底座66在裝配中保持壓靠在膜片64的向著真空腔空間60的表面的中央區域。由底座66中心伸出的圓柱形軸70伸入殼體部件之一中形成的圓筒形套管72內。在真空腔空間60中安置一個螺旋形金屬卷簧形式的機械彈簧74，該彈簧處於相對軸70成沿周邊向外彈的關係，而其軸向兩端位於底座66和殼體限制套管72那一部分中形成的兩個相應位置中。彈簧74的作用是使可移動壁58沿軸向向著泵腔空間62移動，而軸70與套管72配合共同用於限制可移動壁中央區域的運動，使其成為沿假想軸線75的直線運動。圖2列示的位置表示彈簧74對膜片58表面的中央部分施力，使其向著泵腔空間62緊靠止動件76，而這代表當泵不操作時該機械裝置所取的位置。
入口44導向泵腔空間62而出口46從泵腔空間62引出。入口44包括一個安裝在殼體56的頸部80上的蓋子78，使得兩者形成一個使周圍空氣在其可以進入泵腔空間62之前通過的稍許曲折但並不顯著限制的通路。同時與蓋子78和頸部80結合安置一個濾清元件82，使得空氣只有在其通過濾清元件後才能進入泵腔空間62。用這種方式，只有濾清的空氣才能到達泵的內部機構中。
在入口空氣進入泵腔空間62處的殼體56的壁包括一個單向閥84，該單向閥允許空氣通過入口44通入泵腔空間，但不允許空氣從泵腔空間流出。圖示的閥是一個常規的傘形閥，該閥有一個能支承地安裝在殼體壁的孔中的閥杆和一個拱頂閥蓋，後者的周邊局部地緊靠殼體壁密封，並與壁中的若干通孔成向外的間隔關係，空氣通過這些通孔進入泵腔空間62。出口46包括一個單向閥86，該閥類似於閥84設置在殼體上，但其方向允許空氣通過出口46從泵腔空間62流出而不能進入泵腔空間62。
電磁閥88安置在殼體56的頂部，如圖2中所示。閥88包括一個與入口42連接的電磁線圈90。除了真空口48外，閥88包括一個與周圍大氣連通的大氣口92和一個利用內部通道96與真空腔空間60連通的出口94，該內部通道96在圖2中僅僅為了例示目的而示意地粗略畫出。閥88還包括一個電樞98，在圖2中該電樞被彈簧99偏壓到左方，使電樞左端上的閥部件關閉真空口48，留下電樞右端上的閥部件與定子100的左端隔開，定子100與電磁線圈90同軸安置。大氣口92利用內通道結構與定子100的左端連通，該內通道結構在大氣口92和定子右端之間包括一個濾清元件102，而一個中心通孔通過定子從右邊延伸到左邊。
在圖2示出的位置中，電磁線圈90沒有激勵，因此大氣口92與真空腔空間60連通，使後者處於大氣壓下。當電磁線圈90受激勵時，電樞98移至右邊而關閉大氣 92並打開真空48，從而使真空48與真空腔空間60連通。
該泵還有兩個部件，即永久磁體104和舌簧開關106。這兩個部件安裝在殼體壁外面，在套管72的封閉端凸出的那部分殼體壁的相對兩側。軸70為鐵磁性材料，在圖2的位置中，它被安置在磁體和舌簧開關的下方，在那裡它並不妨礙磁體對舌簧開關的作用。但是，當軸70在套管72內向上移動時，將到達一個點，在該點處它使磁通量從磁體104充分分流，以致舌簧開關106不再在磁體影響下保持住，從而使舌簧開關從一種狀態轉換到另一種狀態。假定在該轉換點上舌簧開關從打開轉換到關閉，即對低於轉換點的位置打開而對高於轉換點的位置關閉。但是該轉換點顯著低於該軸的行程的最高限，該限度在本具體實施例中由將軸70上端與套管72的封閉端壁靠緊來限定。在軸70高於轉換點的全部上行程期間，舌簧開關106都保持關閉。當軸70再次向下行進時，該軸一到達該轉換點，舌簧開關106就回復到打開狀態。舌簧開頭106與出口52連接，因此舌簧開關的狀態可由計算機16監控。
這樣就已經充分地描述了圖2的細部，現在可以說明泵的一般操作。當執行診斷試驗時，計算機16指令CPS閥20和CVS閥22關閉。它然後激勵電磁線圈90，使進氣歧管真空通過閥88傳送到真空腔空間60。對於當發動機運行時存在的進氣歧管真空的典型大小，可移動壁58的面積與由彈簧74施加的力相比是充分大的，以致可移動壁向上移動，由此在該過程中減小真空腔空間60的體積而同時增大空氣泵腔空間62的體積。可移動壁58的向上移動受任何合適的靠緊機構的限制，而在本具體實施例中，如上所述，受軸70的端部與套管72的封閉端壁緊靠的限制。
當空氣泵腔空間62的體積在可移動壁58向上移動期間增大時，通過單向閥84產生一定的壓力差，導致該閥在相當小的一定壓力差下打開，從而允許大氣空氣通過入口44流入真空腔空間62。當足夠量的周圍大氣空氣被吸入泵腔空間62而將通過閥84的壓力差減小到不足以保持該閥打開的水平時，該閥就關閉。此時，空氣泵腔空間62包含的空氣充氣量基本上等於周圍大氣壓力，即通過閥84的大氣壓力落差較小。這是泵的復位位置。
在典型的操作條件下，空氣泵腔空間62內產生大氣空氣充氣量所需的時間是恰當限定的。這一信息被儲存在計算機16中，並在一個足夠長而並非顯著地更長的時間後被計算機用來結束電磁開關90的激勵，以保證對於所有預期的操作條件，泵腔空間62將基本上充氣到大氣壓力，使可移動壁58處於其行程的最高位置。計算機16對電磁閥88的激勵狀態的結束立即使真空腔空間60與大氣通氣。真空腔空間60中的壓力現在迅速恢復到周圍大氣壓力，使作用在可移動壁58上的淨力基本上只有彈簧74的力。
現在使可移動壁58向下移動的彈簧力壓縮泵腔空間62中的空氣。當空氣充氣量被充分壓縮而產生通過單向閥86的一定壓力差時，單向閥86被打開。彈簧74繼續移動可移動壁58，迫使泵腔空間62中的一些壓縮空氣通過出口46進入燃油蒸氣排放物空間。
當可移動壁58被向下移到一個點，在該點，軸70不再能使舌簧開關106保持關閉時，於是舌簧開關打開。開關的打開立即被計算機16檢測到，計算機立即再次激勵電磁線圈90。電磁線圈90的激勵現在使歧管真空再次被加到真空腔空間60上，使可移動壁58的移動從向下反轉到向上。可移動壁58在軸70緊靠套管72的封閉端壁的位置和舌簧開關106從關閉轉換到打開的位置之間的向下移動，代表一個完全壓縮衝程，其中泵腔空間62中的空氣充氣量受到壓縮而受壓縮空氣量的一部分被泵入燃油蒸氣排被物空間。可移動壁58從一個使舌簧開關106由打開轉換至關閉的位置到一個使軸72的端部緊靠套管70的關閉端部的位置代表一個完全進氣衝程。可以注意到，在可移動壁58緊靠下限位擋塊76之前開關106將打開，以這種方式可以肯定，當預定可移動壁在壓縮衝程後應當繼續往復運動時，可移動壁不會佔據妨礙它進入進氣衝程的位置。
在診斷程序開始時，燃油蒸氣排放物空間中的壓力將大約接近大氣壓力，因此該泵執行完全壓縮衝程所需的時間將少於一旦壓力已經建立時所需的時間。本發明的一個方面作為下述認識的結果而產生，就是彈簧74施加的力在壓縮衝程開始前後是最大的，而在執行完全壓縮衝程期間逐漸減小。因此，本發明的這一方面包括在診斷試驗的初始增壓階段期間只利用壓縮衝程的初始部分。在後隨階段期間，該泵進行完全壓縮衝程。
圖3表示根據本發明原理的流程圖。該流程圖代表為完成診斷試驗而在發動機計算機16中已經編制的程序。通常，可以認為該程序包括三個分段(1)增壓，(2)測量，(3)判定。最好在發動機發動後立即開始診斷試驗，此時歧管真空已穩定在大於153mm(6英寸)汞柱的值而發動機冷卻溫度和周圍溫度之差小於10℃。現在描述這三個程序分段。
(1)增壓系統在可以進行測量之前必須穩定在試驗壓力。為了加快這一過程，泵一開始以「快速脈衝」方式操作一段時間，該時間取決於燃油系統容量。這一方式包括只利用完全壓縮衝程的最初部分。因為在優選的周圍條件下在試驗開始時箱內壓力基本上為大氣壓力，而且因為該泵將大氣空氣的充氣量泵送到這樣一個壓力所需的時間將是已知的，所以程序可以包括設定速率的各參數，以該速率泵的真空腔空間從大氣壓轉回到歧管真空，從而保證泵將僅僅執行壓縮衝程的最初部分。以這種方式，泵不需要有一個額外的傳感器來感測什麼時候流程圖進行了完全壓縮衝程的所需最初部分，雖然在另一種情況下也可以使用這樣一個傳感器(如果需要的話)。這個在圖3中用流程圖步驟200表示的最初的「快速脈衝」方式可以繼續一定時間(例如10秒)，它被表示為預先設定，但如果需要，也可以成為該特定燃油箱尺寸和填充高度的函數。在例子中，該泵被重新調整為每600ms(頻率＝1.67Hz)有一個225ms的真空脈衝。該「快速脈衝」方式將以快得多的速率增大系統壓力，方法是利用在泵壓縮衝程開始前後傳送更強的彈簧力。
其次，在「快速脈衝」方式之後，泵以「完全壓縮衝程」方式操作，這使得它以這樣一種速率繼續建立壓力，這種速率是系統中壓力和彈簧74的力的特性的函數。在該「完全壓縮衝程」方式開始時起動計算機16中的一個計時器(稱為時鐘)(步驟202)。該泵能夠執行完全壓縮衝程一定時間，在例子中大約為30秒。需要這段時間使系統壓力時間能夠開始穩定並避免虛假的失效指示燈(M.I.L)信號。該「完全壓縮衝程」方式由圖3中步驟204、206、208、210、212代表。每個完全壓縮衝程的時間在發動機計算機16中作為一個稱為「時段」的變量的相應值而被記錄，因此在分配給「完全壓縮衝程」方式的時間期間，將記錄到許多個「時段」值。
(2)測量當「完全壓縮衝程」方式進行時，計算機16計算記錄到的許多個(通常為3個或可能更多個)最新的「時段」值的運行平均值。「時段」測量中「穩定性」的達到是通過計算該運行平均值和下一個完全壓縮衝程的時間測量之間的差值而確定的。當該差值下降到低於預先設定的「穩定性因子」 (如該例子中為0.1秒)時，該系統就被認為是處於穩定壓力。一個系統即使它正在洩漏也能夠穩定，當泵以等於該系統正產生洩漏的速率的速率操作時，這種穩定性就產生了。
當泵的時段穩定，一個壓縮衝程超過一個表示密封系統的時間(該例子中為6秒)時，或者當總試驗時間超過表示該壓力將不會穩定的某最大值(該例子中為120秒)時，測量分段就結束。
(3)判定以上述三種結果為基礎，將採取下列動作(a)如果在測量階段期間的任何時間中測得的「時段」值超過6秒，那麼該系統顯然是密封的，因此在計算機中存入「通過」(步驟214)。如果沒有測到這樣的值，那麼就必須測定是否已經達到了「穩定性」(步驟216)。
(b)在達到「穩定性」後，將最後測量的「時段」與預定的「閾值」(如在該例子中為2.75秒)進行比較。(步驟218)如果該「時段」的值大於「閾值」，那麼該診斷試驗就通過而在計算機中存入「通過」。否則該試驗已失敗，而存入M.I.L.故障。一個可能存入的故障例子是泵繼續以其最大速率操作的場合的嚴重洩漏。
(c)如果「穩定性」不能達到而總試驗時間超過120秒(步驟220)，那麼通常是存在對系統的某些妨礙達到穩定性的外部影響，因此該系統被確定為不穩定，從而存入試驗失效。
系統缺乏完整性可以歸因於許多原因中的任何一個或多個。例如，可以是從燃油箱14、罐18或任一導管26、30、34產生的洩漏。同樣，在程序期間CPS閥20或CVS閥22的失效以致完全關閉也將是一個洩漏源而可以被檢測。即使泵入燃油蒸氣排放物空間的空氣品質在一定程度上是該空間中壓力的反函數，該泵也可以被認為是一個容積泵，因為它在一個相當嚴格地限定的衝程上往復移動。
計算機16的存儲器可以被用作一個存入試驗結果的機構。汽車也可以包含一個指示機構如M.I.L.燈，以吸引司機對試驗結果的注意，這樣一個指示機構通常裝在儀器顯示面板上。如果一個診斷程序指示該燃油蒸氣排放物系統具有完整性，那麼就可以認為不需要將結果自動顯示給司機，換句話說，只有在指示不完整性的情況下才可能將試驗結果自動顯示給司機。
車上診斷調整的額外要求是燃油蒸氣排放系統的流動試驗。流動可能由於圖1中所示的導管26或導管30的堵塞而受到阻礙。本發明能夠通過對圖3中所示現有試驗程序增加步驟來進行該試驗。
導管26的堵塞可以通過在「起動」和「快速脈衝」程序節之間插入一個試驗來檢驗。該導管中的堵塞將顯著減小必須增壓的體積，並因此造成短的試驗時段中往復速率的不正常減小。發動機控制計算機16將使泵在「完全壓縮衝程」方式下操作，並測量兩個壓縮衝程之間的時間且與先前衝程的時間相比較。如果兩個壓縮衝程之間的時間小於在規定次數的泵周期之後的規定閾值(如5次壓縮衝程之後的1秒)，那麼通過導管26的流動將被認為是可以接受的。
導管30的堵塞可以通過在最後「時段」測量後插入一個試驗來檢驗。如果CPS閾20打開，這個位置中的堵塞將阻礙罐18和發動機進氣歧管28之間的流動並因此妨礙積累的試驗壓力輸入進氣歧管。為了檢測這種狀態，計算機16將繼續使泵在完全「壓縮衝程」方式下操作，並測量壓縮衝程之間的時間而與先前衝程的時間相比較。計算機將打開CPS閥並使試驗壓力能輸入進氣歧管。當泵試圖保持試驗壓力時，壓縮衝程之間的時間將減少。如果兩個壓縮衝程之間的時間小於一個規定時段之後的規定最小值(如10秒之後最多1秒)，那麼通過導管30的流動將被認為是可以接受的。
雖然已經圖示出並描述了本發明的目前優選實施例，但應當理解，這些原理也適用於落入下述權利要求範圍內的其它實施例。此種實施例的一個例子可以包括一個電驅動器來使可移動壁產生衝程。當然，根據確立的工程計算和技術，利用適合於該目的的材料，可以設計本發明的用於特定用途的任何特定實施例。以本文包括的流程圖公開內容為基礎，通過常規的編製程序技術可以完成計算機16對圖3公開的計算程序的編制。
權利要求
1.一種包括內燃機和所述內燃機用的燃油系統的汽車，該汽車包括一個儲存發動機用的揮發性液體燃油的燃油箱和一個燃油蒸氣排放控制系統，後者包括一個收集罐，該收集罐與所述燃油箱的頂部空間配合而限定一個燃油蒸氣排放物空間，其中暫時限制和收集從所述箱的燃油揮發產生的燃油蒸氣，直到利用一個罐排氣閥將燃油蒸氣周期性地排到發動機的進氣歧管中，以便與可燃混合物的引入流動一起夾帶入發動機的燃燒室空間並在所述燃燒室空間中隨後燃燒，該燃油蒸氣排放控制系統還包括能使所述燃油蒸氣排放物空間與大氣選擇性地連通的閥裝置，所述車輛還包括在有利於可靠地區別完整性和不完整性的條件下區別所述燃油蒸氣排放控制系統的完整性和不完整性用的裝置，包括泵裝置，以防止揮發的燃油蒸氣從車輛的包括所述燃油箱、所述罐、所述閥裝置和所述罐排氣閥部分的洩漏，所述泵裝置包括具有一個機構的往復式容積泵，在所述閥裝置被關閉以防止所述燃油蒸氣排放物空間與大氣連通和所述罐排氣閥被關閉以防止所述燃油蒸氣排放物空間與所述進氣歧管連通的同時，該機構執行包括一個進氣衝程和一個壓縮衝程的往復運動，而且該機構包括在每次進氣衝程出現期間吸入空氣以產生在給定壓力下被測量的空氣充氣體積的裝置和在每次壓縮衝程出現期間壓縮被測量的空氣充氣體積到大於該給定壓力的壓力並迫使其一部分進入所述燃油蒸氣排放物空間的裝置，所述在每次壓縮衝程出現期間壓縮被測量的空氣充氣體積到大於該給定壓力的壓力並迫使其一部分進入所述燃油蒸氣排放物空間的裝置包括機械彈簧裝置，在進氣衝程期間該彈簧裝置被給予能量而在壓縮衝程期間該彈簧裝置釋放能量，其特徵在於泵的操作處在計算機的控制下，a)計算機使泵最初以第一方式操作，該第一方式通過使所述可移動壁重複執行不完全的壓縮衝程來加速所述空間的最初增壓，該不完全的壓縮衝程開始於一個使所述彈簧裝置儲存最大能量的最初位置並在完成完全壓縮衝程之前結束，b)在所述第一方式結束時該計算機使泵以第二方式操作，其中使所述可移動壁重複執行完全壓縮衝程。
2.一種如權利要求1中所述的汽車，其特徵在於，在所述第二方式期間，所述計算機測量執行完全壓縮衝程所需的時間，並確定所述空間中的壓力是否已經達到預定的穩定程度。
3.一種如權利要求2中所述的汽車，其特徵在於，一旦該計算機已經確定所述空間中的壓力達到了此種預定的穩定程度，該計算機就進一步測定從所述空間中產生的任何洩漏的程度。
4.一種如權利要求3中所述的汽車，其特徵在於，該計算機通過對許多個先前完成的完全壓縮衝程的時間計算平均值並對最新的完全壓縮衝程的時間與該平均值進行比較來確定所述空間中的壓力是否已經達到預定的穩定程度。
5.一種如權利要求4中所述的汽車，其特徵在於，當該比較指示在該平均值和最新完全壓縮衝程的時間之間達到了預定關係時，該計算機就指示所述空間中的壓力達到了此種預定的穩定程度。
6.一種如權利要求5中所述的汽車，其特徵在於，該計算機獲得最新完全壓縮衝程的時間和該平均值之間的差值，並確定當該差值小於一定值時此種預定的穩定程度就達到了。
7.一種如權利要求6中所述的汽車，其特徵在於，如果此種預定的壓力穩定程度在一定時間內沒有達到，那麼所述計算機就使泵的操作結束。
8.一種如權利要求2中所述的汽車，其特徵在於，如果此種預定的壓力穩定程度在一定時間內沒有達到，那麼所述計算機就使泵的操作結束。
9.一種包括內燃機和所述內燃機用的燃油系統的汽車，該汽車包括一個儲存發動機用的揮發性液體燃油的燃油箱和一個燃油蒸氣排放控制系統，後者包括一個收集罐，該收集罐與所述燃油箱的頂部空間配合而限定一個燃油蒸氣排放物空間，其中暫時限制和收集從所述箱中的燃油揮發中產生的燃油蒸氣，直到利用一個罐排氣閥將燃油蒸氣周期性地排入到發動機的進氣歧管中，與可燃混合物的引入流動一起夾帶入發動機的燃燒室空間並在所述燃燒室空間中隨後燃燒，該燃油蒸氣排放控制系統還包括能使所述燃油蒸氣排放物空間與大氣選擇性地連通的閥裝置，所述車輛還包括在有利於可靠地區別完整性和不完整性的條件下區別所述燃油蒸氣排放控制系統的完整性和不完整性用的裝置(包括泵裝置)，以防止揮發的燃油蒸氣從車輛的包括所述燃油箱、所述罐、所述閥裝置和所述罐排氣閥部分的洩漏，所述泵裝置包括具有一個機構的往復式容積泵，在所述閥裝置被關閉以防止所述燃油蒸氣排放物空間與大氣連通和所述罐排氣閥被關閉以防止所述燃油蒸氣排放物空間與所述進氣歧管連通的同時，該機構執行包括一個進氣衝程和一個壓縮衝程的往復運動，而且該機構包括在每次進氣衝程出現期間吸入空氣以產生在給定壓力下被測量的空氣充氣體積的裝置和在每次壓縮衝程出現期間壓縮被測量的空氣充氣體積到大於該給定壓力的壓力並迫使其一部分進入所述燃油蒸氣排放物空間的裝置，所述在每次壓縮衝程出現期間壓縮被測量的空氣充氣體積到大於該給定壓力的壓力並迫使其一部分進入所述燃油蒸氣排放物空間的裝置包括機械彈簧裝置，在進氣衝程期間該彈簧裝置被給予能量而在壓縮衝程期間該彈簧裝置釋放能量，其特徵在於泵的操作處在計算機的控制下，計算機使泵在一種方式下操作，其中所述可移動壁執行相等衝程長度的壓縮衝程，所述計算機測量執行壓縮衝程所需的時間，該計算機通過對許多個先前完成的壓縮衝程的時間計算平均值並對最新的壓縮衝程的時間與該平均值進行比較來確定所述空間中的壓力是否已經達到預定的穩定程度。
10.一種如權利要求9中所述的汽車，其特徵在於，一旦該計算機已經確定所述空間中的壓力達到了此種預定的穩定程度，該計算機就進一步測定從所述空間產生的任何洩漏的程度。
11.一種如權利要求10中所述的汽車，其特徵在於，該計算機獲得最新壓縮衝程的時間和該平均值之間的差值，並確定當該差值小於一定值時此種預定的穩定程度就達到了。
12.一種如權利要求11中所述的汽車，其特徵在於，如果此種預定的壓力穩定程度在一定時間內沒有達到，那麼所述計算機就使泵的操作結束。
13.一種如權利要求9中所述的汽車，其特徵在於，如果此種預定的壓力穩定程度在一定時間內沒有達到，那麼所述計算機就使泵的操作結束。
14.一種用於區別以內燃機為動力的汽車的燃油蒸氣排放控制系統的完整性和不完整性的方法，該汽車具有一個儲存發動機用的揮發性液體燃油的燃油箱，所述燃油蒸氣排放控制系統包括一個收集罐，該收集罐與所述燃油箱的頂部空間配合而限定一個燃油蒸氣排放物空間，其中暫時限制和收集從所述箱中的燃油揮發所產生的燃油蒸氣，直到利用一個罐排氣閥將燃油蒸氣周期性地排入到發動機的進氣歧管中，與可燃混合物的引入流動一起夾帶入發動機的燃燒室空間並在所述燃燒室空間中隨後燃燒，該燃油蒸氣排放控制系統還包括能使所述燃油蒸氣排放物空間與大氣選擇性地連通的閥裝置，所述方法包括使所述閥裝置和所述罐排氣閥兩者關閉，在這兩個閥關閉時，利用一個含機械彈簧裝置的往復泵使所述燃油蒸氣排放物空間增壓到一個與大氣壓顯著不同的壓力，在泵的壓縮衝程期間從該彈簧裝置釋放能量而使所述空間增壓，其特徵在於a)該泵最初以第一方式操作，該第一方式通過使所述泵重複執行不完全的壓縮衝程來加速所述空間的最初增壓，該不完全的壓縮衝程開始於其中使所述彈簧裝置儲存最大能量的最初位置並在完成完全壓縮衝程之前結束，b)在所述第一方式結束時該泵以第二方式操作，其中該泵重複執行完全壓縮衝程。
15.一種如權利要求14中所述的方法，其特徵在於，在所述第二方式期間，測量執行完全壓縮衝程所需的時間，這種測量被用來確定所述空間中的壓力是否達到了預定的穩定程度。
16.一種如權利要求15中所述的方法，其特徵在於，一旦已經確定所述空間中的壓力達到了此種預定的穩定程度，就確定了從所述空間中產生的任何洩漏的程度。
17.一種如權利要求16中所述的方法，其特徵在於，通過對許多個先前完成的完全壓縮衝程的時間計算平均值並對最新的完全壓縮衝程的時間與該平均值進行比較來確定所述空間中的壓力達到預定的穩定程度。
18.一種用於區別以內燃機為動力的汽車的燃油蒸氣排放控制系統的完整性和不完整性的方法，該汽車具有一個儲存發動機用揮發性液體燃油的燃油箱，所述燃油蒸氣排放控制系統包括一個收集罐，該收集罐與所述燃油箱的頂部空間配合而限定一個燃油蒸氣排放物空間，其中暫時限制和收集從所述箱中的燃油揮發所產生的燃油蒸氣，直到利用一個罐排氣閥將燃油蒸氣周期性地排入到發動機的進氣歧管中，與可燃混合物的引入流動一起夾帶入發動機的燃燒室空間並在所述燃燒室空間中隨後燃燒，該燃油蒸氣排放控制系統還包括能使所述燃油蒸氣排放物空間與大氣選擇性地連通的閥裝置，所述方法包括使所述閥裝置和所述罐排氣閥兩者關閉，在這兩個閥關閉時，利用一個含機械彈簧裝置的往復泵使所述燃油蒸氣排放物空間增壓到一個與大氣壓顯著不同的壓力，在泵的壓縮衝程期間從該彈簧裝置釋放出能量而使所述空間增壓，其特徵在於該泵執行相等衝程長度的壓縮衝程，對執行壓縮衝程的所需時間進行測量，通過對許多個先前完成的壓縮衝程的時間計算平均值並對最新的壓縮衝程的時間與該平均值進行比較來確定所述空間中的壓力達到預定的穩定程度。
19.一種如權利要求18中所述的方法，其特徵在於，一旦已經確定所述空間中壓力的此種預定的穩定程度，就確定了從所述空間中產生的任何洩漏的程度。
20.一種如權利要求19中所述的方法，其特徵在於，如果此種預定的壓力穩定程度在一定時間內沒有達到，那麼泵的操作就結束。
全文摘要
一種以內燃機為動力的汽車的燃油蒸氣排放控制系統用的車上診斷系統,使用往復式容積泵(24)在燃油蒸氣排放物空間中產生一個顯著不同於周圍大氣壓力的壓力。泵(24)利用發動機進氣歧管真空為動力而形成進氣衝程,其間內部彈簧(74)不斷受到壓縮而在空氣泵腔空間(62)內產生周圍大氣空氣的充氣。然後去除真空,彈簧(74)回復而形成壓縮衝程,其中空氣衝量的一部分被迫進入燃油蒸氣排放物空間。泵的操作處在計算機的控制下,計算機包含使泵以多個特定操作方式操作的計算程序,從而得出有關該燃油蒸氣排放物空間防止洩漏的完整性的判定。
文檔編號F02M25/08GK1171835SQ95197154
公開日1998年1月28日 申請日期1995年10月24日 優先權日1994年11月3日
發明者M·F·布塞託, P·D·帕利, J·E·庫克 申請人:西門子電氣有限公司