國Ⅵ排放法規(guī)下的大眾車系燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)控制原理及故障診斷方法

孫培棟

1 背景

國Ⅵ排放法規(guī)要求，車載診斷系統(tǒng)（OBD）要能自主監(jiān)控燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)的密封性狀態(tài)，并在出現(xiàn)泄漏故障時點亮故障指示燈。為此，大眾車系的燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)增加了燃油箱泄漏診斷泵模塊（DMTL），實現(xiàn)了對燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)泄漏故障的識別。

2 燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)的結構及工作原理

燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)也被稱為油箱排氣系統(tǒng)，其主要由燃油箱、活性炭罐、DMTL、空氣濾芯、活性炭罐電磁閥（N80）、通氣管等元器件組成（圖1）。在壓力和環(huán)境溫度的作用下，燃油箱內(nèi)的燃油表面會形成燃油蒸氣，活性炭罐正是避免這種炭氫物質進入大氣中的裝置。當燃油蒸氣從燃油箱的最高點通過重力閥和壓力保持閥被節(jié)流到活性炭罐中后，活性炭罐像海綿一樣存儲這些燃油蒸氣。在車輛處于行駛狀態(tài)及氧傳感器處于工作狀態(tài)時，發(fā)動機控制單元根據(jù)發(fā)動機負荷和轉速信號控制N80的開啟和關閉，其開啟時間與發(fā)動機控制單元給予的信號有關。當N80開啟時，壓力保持閥阻止燃油蒸氣回流至燃油箱，同時進氣歧管內(nèi)存在真空確保了活性炭罐內(nèi)的燃油蒸氣被吸入到進氣歧管，參與混合氣的形成。

圖1 燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)的在車輛上的整體布局

3 DMTL

大眾車系在燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中增加的DMTL，集成有葉片型電動空氣泵、加熱組件和轉換閥（圖2）。如圖3所示，DMTL的導線連接器T4ab上有4個端子：端子1接收來自發(fā)動機控制單元控制葉片型電動空氣泵工作的搭鐵信號；端子2接收來自發(fā)動機控制單元的DMTL加熱信號，以防止DMTL內(nèi)出現(xiàn)冷凝水導致DMTL故障；端子3接收發(fā)動機控制單元控制轉換閥工作的搭鐵信號；端子4接收來自蓄電池的12 V供電電壓。

圖2 DMTL的結構

圖3 DMTL相關電路圖

DMTL能夠有效檢測燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)是否有泄漏故障，其工作原理為：發(fā)動機熄火超過6 h，然后執(zhí)行一個駕駛循環(huán)，由發(fā)動機控制單元控制DMTL內(nèi)的葉片型電動空氣泵向燃油箱、活性炭罐及其各管路內(nèi)泵氣；在燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)密封條件下，葉片型電動空氣泵在燃油箱中產(chǎn)生一個20 mbar~30 mbar（1 bar=100 kPa）的壓力，為此所需要的泵電流為20 mA~30 mA，發(fā)動機控制單元監(jiān)測到該泵電流并作為燃油箱密封狀態(tài)下的參考電流；在隨后的壓力建立過程中，發(fā)動機控制單元將泵電流與先前測得的參考電流相比，若識別到泵電流減小就會判定燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中存在泄漏故障，當泵電流超過參考電流時表明燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中沒有泄漏故障。

4 發(fā)動機故障燈點亮條件

泵電流大小間接反映了燃油箱內(nèi)壓力上升的情況，發(fā)動機控制單元以此判斷燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)的密封狀態(tài)。在密閉的燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中，當葉片型電動空氣泵工作時，燃油箱內(nèi)的壓力上升，泵電流快速升高；而在存在泄漏的燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中，葉片型電動空氣泵工作時的燃油箱壓力上升很慢或不上升，因此泵電流值會緩慢上升或沒有上升，發(fā)動機控制單元以此判定燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中有泄漏點，并立即存儲相關故障代碼，但是此時發(fā)動機控制單元并不會立即點亮發(fā)動機故障燈。如果2個駕駛循環(huán)后泄漏故障依舊存在，則發(fā)動機故障燈點亮。此外，如果經(jīng)過連續(xù)3個駕駛循環(huán)后，燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)泄漏故障不再出現(xiàn)，發(fā)動機控制單元會自動熄滅發(fā)動機故障燈。

5 故障診斷

5.1 燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)的密封性故障導致發(fā)動機故障燈點亮的診斷方法

（1）檢查燃油加注口。檢查燃油加注口蓋及其安裝孔是否有異物，密封圈是否有損傷。多數(shù)故障車都是因燃油加注口蓋未擰緊導致發(fā)動機故障燈點亮，所以需要重點檢查燃油加注口蓋是否擰緊。需要注意的是，在擰緊燃油加注口蓋時，必須聽到“咔噠”一聲。

（2）使用故障檢測儀（ODIS）檢測燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)密封性。清除故障代碼后，使用ODIS的檢測燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)密封性功能（圖4），該功能將會促動葉片型電動空氣泵工作，向燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)泵氣，以確認故障是否排除。

圖4 ODIS的檢測燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)密封性功能選項（截屏）

（3）使用煙霧檢漏儀。煙霧檢漏儀有2項功能，一個是將設備連接在燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)管路中測試保壓情況；另一個則是當無法保壓時可以通過煙霧擋檢測燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏點。使用以上2項功能時都需要斷開葉片型電動空氣泵的濾芯并堵住濾芯孔，將設備管路串聯(lián)在燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)通氣管路里（圖5）。

圖5 煙霧檢漏儀與管路連接方式

5.2 常見的燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)故障代碼及其檢查方向

（1）故障代碼P045700，含義為燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)識別到泄漏/燃油箱加注口蓋缺失。該故障代碼的診斷邏輯為，葉片式電動空氣泵向燃油箱里泵氣，在10 min內(nèi)如果壓力不能達到2 kPa，并且壓力相差很多，泵電流無變化則判斷為系統(tǒng)泄漏點很大?？赡艿墓收显蛴校喝加拖浼幼⒖谏w未擰緊；管路脫落、斷裂；低壓燃油泵密封不良等。

（2）故障代碼P044200，含義為燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)識別到少量泄漏。該故障代碼的診斷邏輯為，葉片式電動空氣泵向燃油箱里泵氣，在10 min內(nèi)壓力不能達到2 kPa，泵電流緩慢上升則判斷為系統(tǒng)泄漏?？赡艿墓收显蛴校篘80卡滯、漏氣；系統(tǒng)管路有細小裂紋；密封圈損壞等。

（3）故障代碼P00FE00，含義為燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)管路變窄、堵塞。該故障代碼的診斷邏輯為，泵電流上升過快，則會判定為管路堵塞?？赡艿墓收显蛴校夯钚蕴抗夼c燃油箱之間的管路堵塞；活性炭罐內(nèi)部堵塞；葉片式電動空氣泵內(nèi)部故障等。

（4）故障代碼P240700，含義為燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)泄漏診斷時的加壓電流波動。該故障代碼的診斷邏輯為，若葉片式電動空氣泵在基準測量時的電流波動大或在泄漏檢測時的電流下降大，則會存儲該故障代碼?？赡艿墓收显驗槿~片式電動空氣泵內(nèi)部故障。