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CN113203558B - 一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法 - Google Patents

一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法 Download PDF

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CN113203558B
CN113203558B CN202110486067.0A CN202110486067A CN113203558B CN 113203558 B CN113203558 B CN 113203558B CN 202110486067 A CN202110486067 A CN 202110486067A CN 113203558 B CN113203558 B CN 113203558B
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Abstract

本发明提供了一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法，包括电磁阀、第一燃油管路、第二燃油管路和第三燃油管路；第一燃油管路一端为第一连接口，另一端为第二连接口；第三燃油管路一端为第三连接口，另一端为第四连接口；电磁阀的进口端与第一燃油管路的第二连接口连接；电磁阀的出口端与第三燃油管路的第四连接口连接；第二燃油管路一端通过第一三通阀与第一燃油管路连接。本发明有益效果：本发明提出了一种泄漏量可调的汽车碳罐电磁阀故障诊断的装置和方法，通过在碳罐电磁阀两端并联管路并调节管路泄漏量，实现碳罐电磁阀的故障诊断，使故障码更有效的生成，提高故障诊断过程的效率。

Description

一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法
技术领域
本发明属于车载诊断领域，尤其是涉及一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法。
背景技术
汽车碳罐系统是蒸发排放控制系统中重要的一环，其能存储燃油箱中产生的油蒸气并导入发动机中进行燃烧，从而提高汽油的利用率。碳罐电磁阀是碳罐系统中引导油气流量的关键组件，其卡滞、泄露和全开故障会导致车辆怠速不稳、油耗增加以及碳氢排放不达标等问题，因此车载诊断(OBD)需要对碳罐电磁阀卡滞、泄露和全开等故障进行监测。
现有碳罐电磁阀的诊断方法通常是利用BOB接线盒外接电阻或配件，进而模拟碳罐电磁阀的全开和泄露故障；或先断开碳罐电磁阀，然后在脱附管路和发动机进气歧管间连接泄露孔以造成碳罐电磁阀相关故障码。然而这两种方法连接复杂，需要配件较多；同时模拟的油气泄漏量有限，无法保证碳罐电磁阀卡滞、泄漏和全开故障码均能有效生成，因此有必要设计一款泄露量可调、装置集成并可以自主监测碳罐电磁阀相关故障的装置和方法。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法，封装故障模拟装置和故障处理系统于同一个装置中，通过改变燃油管路中的油气流量，进而实现对碳罐电磁阀卡滞、泄露和常开等故障进行模拟和监测的功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面本方案公开了一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，包括电磁阀、第一燃油管路、第二燃油管路和第三燃油管路；
第一燃油管路一端为第一连接口，另一端为第二连接口；
第三燃油管路一端为第三连接口，另一端为第四连接口；
电磁阀的进口端与第一燃油管路的第二连接口连接；
电磁阀的出口端与第三燃油管路的第四连接口连接；
第二燃油管路一端通过第一三通阀与第一燃油管路连接，第二燃油管路另一端通过第二三通阀与第三燃油管路连接；
第一三通阀设置在第一连接口与第二连接口之间；
第二三通阀设置在第三连接口与第四连接口之间；
第二燃油管路设置有泄漏单元，泄漏单元包括设置在第二燃油管路上的泄漏调节单元，所述泄漏调节单元用于调节泄漏量。
所述电磁阀包括碳罐电磁阀；
还包括故障处理系统，所述故障处理系统用于检测碳罐电磁阀的相关故障。
故障处理系统包括电源模块、处理器、电源输入接口、显示模块、压力信号输入模块、电信号转换器和信号转换器；
所述电源输入接口连接外部电源和电源模块，所述电源模块通过电源输入接口获取电源电压，并为处理器、显示模块及其它装置提供电源；
所述压力信号输入模块接收电信号转换器转化后的压力信号，并将压力信号输入到处理器中分析；
所述处理器通过信号处理器接收碳罐电磁阀和通风阀的开关信号；
所述处理器对输入的压力信号和信号处理器参数进行处理，判定是否产生碳罐电磁阀故障并将结果传输到相连的显示模块中；
所述显示模块与处理器和显示屏相连，用于显示碳罐电磁阀故障判定结果。
第一燃油管路的第一连接口与碳罐的脱附口连接，第三燃油管路的第三连接口与发动机的进气歧管连接。
还包括测试箱，测试箱为上方具有开口的箱体结构，箱体接口上方的开口部位设置有第一顶盖和第二顶盖；
还包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一顶盖一侧通过第一转轴、第二转轴与箱体结构活动连接，第二顶盖一侧通过第三转轴、第四转轴与箱体结构活动连接。
测试箱上方的开口边缘部位向上延伸形成凸起，测试箱上方的开口形成用于容纳第一顶盖和第二顶盖的容纳槽结构。
测试箱内还设有固定槽，固定槽用于放置电磁阀。
第一燃油管路的第一连接口一端伸出至测试箱外部，第三燃油管路的第三连接口一端伸出至测试箱外部。
泄漏调节单元包括蝶阀,蝶阀包括调节手柄、刻度盘、阀杆、阀体、法兰孔、阀座、蝶板和固定座；
所述调节手柄设置在蝶阀的顶端，下方连接刻度盘，所述刻度盘设置多档位，通过调节手柄和阀杆的旋转控制蝶板的开度，进而实现油气泄漏量的连续调节；
所述阀体为不锈钢材质，通过阀体上的法兰孔与故障模拟装置连接，所述蝶阀底端设置固定座。
第三方面本方案公开了一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的方法，包括以下步骤：
S1、将试验车辆的燃油液位保持在15％-85％之间，充分热机；
S2、连接可调泄漏量的蝶阀和故障模拟等装置，拆下测试车辆的碳罐电磁阀，将碳罐电磁阀及原车线束安装在故障模拟装置上，完成处理器和电控单元ECU的通讯并确认车辆当前无故障；
S3、将待测车辆浸车8小时，浸置环境温度在10-35℃之间；
S4、车辆浸车结束后上电，利用处理器读取ECU车辆数据，当发动机冷却液温度与车辆所测环境温度差小于7℃时，如相差较大，需要继续浸置使温度满足要求，控制调节手柄至较小开度，启动发动机并怠速1min，观察处理器是否有碳罐电磁阀泄露故障码产生；
S5、若未产生，提高泄漏量档位，重新浸车并继续试验，至故障码生成；
S6、若仍未产生，重复步骤五至故障码生成，记录调节手柄泄露量档位。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置和方法具有以下有益效果：
本发明提出了一种泄漏量可调的汽车碳罐电磁阀故障诊断的装置和方法，通过在碳罐电磁阀两端并联管路并调节管路泄漏量，实现碳罐电磁阀的故障诊断，使故障码更有效的生成，提高故障诊断过程的效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提到的故障诊断装置的整体框架图；
图2为本发明提到的故障诊断装置内部布置示意图；
图3为本发明提到的用来调节泄漏量的蝶阀结构图；
图4为本发明提到的故障处理系统的结构示意图；
图5为本发明提到的用燃油箱真空度故障诊断的原理图；
图6为本发明碳罐电磁阀相关故障的诊断方法的流程图；
图7为本发明提到的顶盖结构示意图；
图8为本发明提到装置的正视图。
附图标记说明：
201-第一顶盖；202-第二顶盖；203-第一转轴；204-第二转轴；205-第三转轴；206-第四转轴；301-碳罐电磁阀；303-第一三通阀；304-泄漏调节单元；305-第二三通阀；308-固定槽；309-快速插头端；310-第一燃油管路；311-第二燃油管路；312-第三燃油管路；317-原车线束；401-调节手柄；402-刻度盘；403-阀杆；404-阀体；405-法兰孔；406-阀座；407-蝶板；408-固定座。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。为了解决上述的技术问题，本发明提出了一种泄露量可调的汽车碳罐电磁阀301泄漏故障的装置及方法。
故障诊断装置的整体框架图请参阅图1。所述故障诊断装置分为故障模拟装置和故障处理系统，所述故障诊断装置两端分别连接碳罐脱附管路和发动机的进气歧管。
故障诊断装置内部布置图请参阅图2。所述故障诊断装置将故障模拟装置和故障处理系统封装于一个长方形盒体中，所述长方体长宽高分别为350mm、200mm和100mm。所述故障模拟装置由第一、第二、第三燃油真空管路、压力传感器、两个法兰盘、两个三通阀、若干管路接头和燃油管快速接头组成。所述第一燃油管路310两端分别连接碳罐脱附管路和电磁阀管路接口，第一燃油管路310接头端透过封装盒体侧面的圆孔与碳罐脱附管路相连，快速插头端309连接电磁阀管路接口，所述压力传感器位于故障模拟装置的第一燃油管路310上，所述压力传感器连接故障处理系统中的电信号转换器。所述第三燃油管路312两端分别连接发动机的进气歧管和电磁阀快速插头，第三燃油管路312快速插头端309透过封装盒体侧面的圆孔与发动机进气歧管相连，管路接头端连接电磁阀快速插头。所述碳罐电磁阀301通过快速插头和管路接头与第一燃油管路310、第三燃油管路312连接，所述碳罐电磁阀301通过盒体侧面的圆孔与电磁阀原车线束317相连。所述第二燃油管路311两端通过第一、第二三通阀305和与第一、第二燃油管路311相连，其第二燃油管路311中间断开，断开部位通过法兰盘和与调整泄漏量的蝶阀相连。所述燃油管路快速插头规格为φ12mm×11.8mm，管路直径为11.8mm。
用来调节泄漏量的蝶阀结构图请参阅图3。所述蝶阀由调节手柄401、刻度盘402、阀杆403、阀体404、法兰孔405、阀座406、蝶板407和固定座408等组成，如图3所示。所述调节手柄401设置在蝶阀的顶端，下方连接刻度盘402，所述刻度盘402设置多档位调节控制，通过调节手柄401和阀杆403来控制蝶板407的开度，可实现油气泄漏量的连续调节。所述阀体404为不锈钢材质，通过其上的法兰孔405连接在故障模拟装置中，所述阀座406内径和蝶板407外径为11.8mm，与燃油管路直径相同，所述蝶阀底端设置固定座408。
故障处理系统的结构示意图请参阅图4。所述故障处理系统分为电源模块、处理器、电源输入接口、显示模块、压力信号输入模块、电信号转换器和信号处理器等。所述电源输入接口连接电源模块和外部电源，其中外部电源为直流电源，电压范围是9-36V，可从外部供电设备取电。所述电源模块，通过电源输入接口获取电源电压，并为处理器、显示模块及其它装置提供电源。所述压力信号输入模块接收电信号转换器转化后的压力信号，并将压力信号输入到处理器中分析。所述处理器通过信号处理器接收碳罐电磁阀301和通风阀的开关信号。所述处理器对输入的压力信号和信号处理器参数进行处理，判定是否产生碳罐电磁阀301故障并将结果传输到相连的显示模块中。所述显示模块，与处理器和显示屏相连，用于显示碳罐电磁阀301故障判定结果，图5为碳罐电磁阀301故障诊断原理图。
图6为本发明碳罐电磁阀301相关故障的诊断方法的流程图，利用上述装置进行OBD检测方法包括以下步骤：
S1、将试验车辆的燃油液位保持在15％-85％之间，充分热机；
S2、连接可调泄漏量的蝶阀和故障模拟等装置，拆下测试车辆的碳罐电磁阀，将碳罐电磁阀及原车线束安装在故障模拟装置上，完成处理器和电控单元ECU的通讯并确认车辆当前无故障；
S3、将待测车辆浸车8小时，浸置环境温度在10-35℃之间；
S4、车辆浸车结束后上电，利用处理器读取ECU车辆数据，当发动机冷却液温度与车辆所测环境温度差小于7℃时，如相差较大，需要继续浸置使温度满足要求，控制调节手柄至较小开度，启动发动机并怠速1min，观察处理器是否有碳罐电磁阀泄露故障码产生；
S5、若未产生，提高泄漏量档位，重新浸车并继续试验，至故障码生成；
S6、若仍未产生，重复步骤五至故障码生成，记录调节手柄泄露量档位。需要说明的是，本方案的测试原理如下：汽车在怠速或稳态工况下，ECU控制碳罐通气阀与电磁阀同时关闭，通过ECU接收测试车辆的油箱压力传感器信号，进而判断蒸发管路是否出现泄露并通过处理器显示相关故障码。若系统正常，油箱压力为一个恒定的值，若碳罐电磁阀301发生泄漏时，由于进气歧管的负压存在，油箱里的真空度大幅上升，ECU判断出现故障。
第一方面本方案公开了一种用于诊断碳罐电磁阀301相关故障的装置，包括电磁阀、第一燃油管路310、第二燃油管路311和第三燃油管路312；
第一燃油管路310一端为第一连接口，另一端为第二连接口；
第三燃油管路312一端为第三连接口，另一端为第四连接口；
电磁阀的进口端与第一燃油管路310的第二连接口连接；
电磁阀的出口端与第三燃油管路312的第四连接口连接；
第二燃油管路311一端通过第一三通阀303与第一燃油管路310连接，
第二燃油管路311另一端通过第二三通阀305与第三燃油管路312连接；
第一三通阀303设置在第一连接口与第二连接口之间；
第二三通阀305设置在第三连接口与第四连接口之间；
第二燃油管路311设置有泄漏单元，泄漏单元包括设置在第二燃油管路311上的泄漏调节单元304，所述泄漏调节单元304用于调节泄漏量。
所述电磁阀包括碳罐电磁阀301。
还包括故障处理系统，所述故障处理系统用于检测碳罐电磁阀301的相关故障。
故障处理系统包括电源模块、处理器、电源输入接口、显示模块、压力信号输入模块、电信号转换器和信号转换器；
所述电源输入接口连接外部电源和电源模块，所述电源模块通过电源输入接口获取电源电压，并为处理器、显示模块及其它装置提供电源；
所述压力信号输入模块接收电信号转换器转化后的压力信号，并将压力信号输入到处理器中分析；
所述处理器通过信号处理器接收碳罐电磁阀301和通风阀的开关信号；
所述处理器对输入的压力信号和信号处理器参数进行处理，判定是否产生碳罐电磁阀301故障并将结果传输到相连的显示模块中；
所述显示模块与处理器和显示屏相连，用于显示碳罐电磁阀301故障判定结果。
第一燃油管路310的第一连接口与碳罐的脱附口连接，第三燃油管路312的第三连接口与发动机的进气歧管连接。
还包括测试箱，测试箱为上方具有开口的箱体结构，箱体接口上方的开口部位设置有第一顶盖201和第二顶盖202；
还包括第一转轴203、第二转轴204、第三转轴205和第四转轴206，第一顶盖201一侧通过第一转轴203、第二转轴204与箱体结构活动连接，第二顶盖202一侧通过第三转轴205、第四转轴206与箱体结构活动连接。
测试箱上方的开口边缘部位向上延伸形成凸起，测试箱上方的开口形成用于容纳第一顶盖201和第二顶盖202的容纳槽结构。
测试箱内还设有固定槽308，固定槽308用于放置电磁阀。
第一燃油管路310的第一连接口一端伸出至测试箱外部，第三燃油管路312的第三连接口一端伸出至测试箱外部。
泄漏调节单元304包括蝶阀,蝶阀包括调节手柄401、刻度盘402、阀杆403、阀体404、法兰孔405、阀座406、蝶板407和固定座408；
所述调节手柄401设置在蝶阀的顶端，下方连接刻度盘402，所述刻度盘402设置多档位，通过调节手柄401和阀杆403的旋转控制蝶板407的开度，进而实现油气泄漏量的连续调节；
所述阀体404为不锈钢材质，通过阀体404上的法兰孔405与故障模拟装置连接，所述蝶阀底端设置固定座408。
一种用于诊断碳罐电磁阀301相关故障的方法，包括以下步骤：
S1、将试验车辆的燃油液位保持在15％-85％之间，充分热机；
S2、连接可调泄漏量的蝶阀和故障模拟等装置，拆下测试车辆的碳罐电磁阀，将碳罐电磁阀及原车线束安装在故障模拟装置上，完成处理器和电控单元ECU的通讯并确认车辆当前无故障；
S3、将待测车辆浸车8小时，浸置环境温度在10-35℃之间；
S4、车辆浸车结束后上电，利用处理器读取ECU车辆数据，当发动机冷却液温度与车辆所测环境温度差小于7℃时，如相差较大，需要继续浸置使温度满足要求，控制调节手柄至较小开度，启动发动机并怠速1min，观察处理器是否有碳罐电磁阀泄露故障码产生；
S5、若未产生，提高泄漏量档位，重新浸车并继续试验，至故障码生成；
S6、若仍未产生，重复步骤五至故障码生成，记录调节手柄泄露量档位。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：所述装置包括故障模拟装置和故障处理系统，所述故障处理系统用于检测碳罐电磁阀的相关故障，所述故障模拟装置包括碳罐电磁阀、第一燃油管路(310)、第二燃油管路(311)和第三燃油管路(312)；
第一燃油管路(310)一端为第一连接口，另一端为第二连接口；
第三燃油管路(312)一端为第三连接口，另一端为第四连接口；
碳罐电磁阀的进口端与第一燃油管路(310)的第二连接口连接；
碳罐电磁阀的出口端与第三燃油管路(312)的第四连接口连接；
第二燃油管路(311)一端通过第一三通阀(303)与第一燃油管路(310)连接，第二燃油管路(311)另一端通过第二三通阀(305)与第三燃油管路(312)连接；
第一三通阀(303)设置在第一连接口与第二连接口之间；
第二三通阀(305)设置在第三连接口与第四连接口之间；
第二燃油管路(311)设置有泄漏单元，泄漏单元包括设置在第二燃油管路(311)上的泄漏调节单元(304)，所述泄漏调节单元(304)用于调节泄漏量，泄漏调节单元(304)包括蝶阀；
第一燃油管路(310)的第一连接口与碳罐的脱附口连接，第三燃油管路(312)的第三连接口与发动机的进气歧管连接；
诊断碳罐电磁阀相关故障的装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、将试验车辆的燃油液位保持在15%-85%之间，充分热机；
S2、连接可调泄漏量的蝶阀和故障模拟装置，拆下测试车辆的碳罐电磁阀，将碳罐电磁阀及原车线束安装在故障模拟装置上，完成处理器和电控单元ECU的通讯并确认车辆当前无故障；
S3、将待测车辆浸车8小时，浸置环境温度在10-35℃之间；
S4、车辆浸车结束后上电，利用处理器读取ECU车辆数据，当发动机冷却液温度与车辆所测环境温度差小于7℃时，如相差较大，需要继续浸置使温度满足要求，控制调节手柄至较小开度，启动发动机并怠速1 min，观察处理器是否有碳罐电磁阀泄露故障码产生；
S5、若未产生，提高泄漏量档位，重新浸车并继续试验，至故障码生成；
S6、若仍未产生，重复步骤五至故障码生成，记录调节手柄泄露量档位。
2.根据权利要求1所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：故障处理系统包括电源模块、处理器、电源输入接口、显示模块、压力信号输入模块、电信号转换器；
所述电源输入接口连接外部电源和电源模块，所述电源模块通过电源输入接口获取电源电压，并为处理器、显示模块及其它装置提供电源；
所述压力信号输入模块接收电信号转换器转化后的压力信号，并将压力信号输入到处理器中分析；
所述处理器通过信号处理器接收碳罐电磁阀和通风阀的开关信号；
所述处理器对输入的压力信号和信号处理器参数进行处理，判定是否产生碳罐电磁阀故障并将结果传输到相连的显示模块中；
所述显示模块与处理器和显示屏相连，用于显示碳罐电磁阀故障判定结果。
3.根据权利要求1所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：还包括测试箱，测试箱为上方具有开口的箱体结构，箱体接口上方的开口部位设置有第一顶盖(201)和第二顶盖(202)；
还包括第一转轴(203)、第二转轴(204)、第三转轴(205)和第四转轴(206)，第一顶盖(201)一侧通过第一转轴(203)、第二转轴(204)与箱体结构活动连接，第二顶盖(202)一侧通过第三转轴(205)、第四转轴(206)与箱体结构活动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：测试箱上方的开口边缘部位向上延伸形成凸起，测试箱上方的开口形成用于容纳第一顶盖(201)和第二顶盖(202)的容纳槽结构。
5.根据权利要求3所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：测试箱内还设有固定槽(308)，固定槽(308)用于放置电磁阀。
6.根据权利要求3所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：第一燃油管路(310)的第一连接口一端伸出至测试箱外部，第三燃油管路(312)的第三连接口一端伸出至测试箱外部。
7.根据权利要求3所述的一种用于诊断碳罐电磁阀相关故障的装置，其特征在于：蝶阀包括调节手柄(401)、刻度盘(402)、阀杆(403)、阀体(404)、法兰孔(405)、阀座(406)、蝶板(407)和固定座(408)；
所述调节手柄(401)设置在蝶阀的顶端，下方连接刻度盘(402)，所述刻度盘(402)设置多档位，通过调节手柄(401)和阀杆(403)的旋转控制蝶板(407)的开度，进而实现油气泄漏量的连续调节；
所述阀体(404)为不锈钢材质，通过阀体(404)上的法兰孔(405)与故障模拟装置连接，所述蝶阀底端设置固定座(408)。
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