燃料系统诊断的制作方法
【专利摘要】本发明涉及燃料系统诊断。提供用于区分由滤罐抽取阀性能衰退引起的燃料箱真空产生与由滤罐通风阀性能衰退引起的真空产生的方法和系统。在发动机下拉之后,在密封燃料箱与大气隔离之后监测燃料箱真空水平。如果存在燃料箱真空的随后变化,则确定滤罐抽取阀性能衰退,否则确定滤罐通风阀性能衰退。
【专利说明】燃料系统诊断
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于改进例如混合动力车辆的车辆中的燃料系统性能衰退的检测的系统和方法。
【背景技术】
[0002]车辆可以装配有蒸气排放控制系统以减少燃料蒸气释放到大气中。例如,从燃料箱汽化的碳氢化合物(HC)可以储存在装有吸附剂的燃料蒸气滤罐中,该吸附剂吸附并储存该蒸气。之后,当发动机运行时,蒸气排放控制系统允许蒸气被抽取到发动机进气歧管中用作燃料。
[0003]诊断程序可以间歇地执行以检验例如连接至滤罐的各种阀的排放控制系统部件的功能性。一种示例方法由Machida等人在US5,592,923中示出。其中,发动机进气歧管真空作用在排放控制系统上。参考压力根据排放控制系统阀的打开和关闭条件的结合来确定。根据估计的系统压力相对于参考压力之间的差,可以确定滤罐抽取阀(连接在该滤罐和进气歧管之间)的性能衰退。另一种示例方法由Otsuka等人在US5,295,472中示出。其中,发动机控制系统根据在进气歧管真空作用在燃料箱上之后燃料箱压力的变化速率来识别滤罐通风阀(连接在该滤罐和大气之间)的性能衰退和滤罐抽取阀的性能衰退。
[0004]然而,本文的发明人已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例,Otsuka和Machida的方法不能准确地区分由卡在(stuck)关闭位置的滤罐通风阀引起的升高的燃料箱真空水平与由泄露打开的滤罐抽取阀引起的升高的真空。此外,由于在发动机运行时执行诊断程序,发动机真空噪音可以破坏性能衰退检测结果。因此,如果没有准确地识别滤罐通风阀或抽取阀性能衰退,燃料箱真空水平可能变得过高,潜在地损害燃料箱。而且,如果没有准确地区分滤罐通风阀和抽取阀性能衰退,适当的缓解步骤或许是不可能的。因此,这可能导致MIL保证的增加。
【发明内容】
[0005]在一个示例中,以上问题的一些可以通过一种用于车辆燃料系统的方法来解决,该方法包括:在发动机下拉(pull down)之后密封燃料系统(与大气和发动机进气装置隔离);和在密封之后,根据燃料系统真空的变化区分滤罐抽取阀的性能衰退与滤罐通风阀的性能衰退。
[0006]作为一个示例,在发动机运行条件期间,可以监测燃料箱(负)压力。响应于过高的燃料箱真空水平(例如,燃料箱真空高于阈值水平),可以确定燃料系统滤罐抽取阀和燃料系统滤罐通风阀其中之一的性能衰退。为了区分该两者并且能够采取适当的缓解步骤,在随后的发动机下拉之后,燃料箱可以被隔离。因此,发动机下拉可以包括车辆点火开关断开条件(其中,车辆操作者已经明确地指示希望关闭发动机)或者可以包括车辆运行(在混合动力车辆中)从发动机模式转换到电模式。此外,发动机下拉可以在车辆的怠速停止期间发生,其中在怠速停止条件期间发动机可以被选择性地停用。因此在发动机下拉之后,可以减少发动机真空噪音,并且可以更加准确地识别燃料系统阀性能衰退。
[0007]具体地,在发动机下拉之后,通过关闭滤罐通风阀(以将燃料箱与大气隔离),同时也关闭滤罐抽取阀(以将燃料箱与发动机进气装置隔离),或同时保持滤罐抽取阀关闭,车辆控制器可以隔离燃料箱。如果在燃料箱密封之后燃料箱真空水平下降(例如,低于阈值水平),则可以确定之前经受的过高的燃料箱真空是由于滤罐抽取阀卡在打开位置引起的。然而,如果燃料箱真空水平保持升高,则控制器可以尝试致动通风阀打开,同时保持抽取阀关闭。如果在致动通风阀之后燃料箱真空仍然不变化,则可以确定滤罐通风阀(例如,滤罐通风电磁阀)被卡在关闭位置。如果在通风阀致动之后燃料箱真空逐渐泄放(到大气条件),则可以确定燃料系统阀没有性能衰退,并且升高的燃料箱真空可能是由于新鲜空气管路(即,滤iip通风阀)的堵塞引起的。
[0008]以此方式,通过使隔离的燃料箱的真空水平的变化与各种燃料系统阀的命令位置相关联,可以识别并且区分滤罐通风阀性能衰退和滤罐抽取阀性能衰退。通过在发动机不运行的条件期间执行诊断,可以减少由于发动机真空噪音影响引起的性能衰退检测的误差。通过提高性能衰退检测和区分的准确性,可以采取适当的缓解步骤以减少燃料箱真空水平的不希望的升高。总的说来,可以更好地保持燃料系统完整性。
[0009]在另一个示例中,一种用于车辆燃料系统的方法包括:在发动机下拉之后密封燃料箱而与大气和发动机进气装置隔离;并且在第一条件期间,根据密封之后燃料箱真空的变化指示滤罐抽取阀性能衰退;并且在第二条件期间,根据密封之后燃料箱真空的变化指示滤罐通风阀性能衰退。
[0010]在另一个示例中,在发动机运行期间响应于燃料箱真空高于阈值而执行密封,并且进一步的,其中在发动机下拉之后执行密封。
[0011]在另一个示例中,密封燃料箱而与大气和发动机进气装置隔离包括致动滤罐通风阀关闭,同时保持滤罐抽取阀关闭。
[0012]在另一个示例中,在第一条件期间,该指示包括响应于在密封之后燃料箱真空低于阈值,指示滤罐抽取阀被卡在打开位置。
[0013]在另一个示例中,在第二条件期间,该指示包括,响应于在密封之后燃料箱真空保持高于阈值,并且当致动滤罐通风阀打开后还保持高于阈值,指示滤罐通风阀被卡在关闭位置。
[0014]在另一个示例中,该方法还包括,在第三条件期间,响应于在密封之后燃料箱真空保持高于阈值,并且当致动滤罐通风阀后泄放到大气条件,指示滤罐通风阀或滤罐抽取阀没有性能衰退,并且还指示滤罐新鲜空气管路堵塞。
[0015]在另一个示例中,用于车辆的燃料系统包括:用于储存由车辆发动机使用的燃料的燃料箱;连接至该燃料箱用于接收并储存燃料箱蒸气的滤罐;连接于该滤罐和发动机进气歧管之间用于将储存的燃料箱蒸气从该滤罐输送至发动机的滤罐抽取阀;连接在该滤罐和大气之间的滤罐通风阀;以及具有计算机可读指令的控制器,该指令用于在发动机运行期间响应于燃料箱真空高于阈值,在随后的发动机下拉之后监测燃料箱真空的变化,在发动机下拉之后燃料箱被隔离;以及根据监测的燃料箱真空的变化,区分滤罐抽取阀性能衰退和滤罐通风阀的性能衰退。
[0016]在另一个示例中,在发动机下拉之后燃料箱被隔离包括滤罐通风阀被致动关闭。[0017]在另一个示例中,该区分包括在燃料箱被隔离之后响应于燃料箱真空低于阈值,指示滤罐抽取阀被卡在打开位置,并且在燃料箱被隔离之后响应于燃料箱真空保持高于阈值,并且当致动滤罐通风阀打开后保持高于阈值,指示滤罐通风阀被卡在关闭位置。
[0018]在另一个示例中,控制器还包括另外的指令,用于响应于当致动滤罐通风阀打开后燃料系统真空从阈值泄放,指示新鲜空气管路的堵塞。
[0019]应当明白,提供上面的概述是为了以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。而且,要求保护的主题不限于解决在上面或在本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1示出车辆燃料系统的示意图。
[0021]图2示出图示说明可以被实施用于识别并区分由于滤罐抽取阀性能衰退与由于滤罐通风阀性能衰退引起的燃料系统性能衰退的高层次流程图。
[0022]图3示出根据本发明的示例燃料系统诊断测试。
【具体实施方式】
[0023]提供用于识别连接至车辆发动机的燃料系统的性能衰退的方法和系统,该燃料系统例如为图1的燃料系统。响应于升高的燃料箱真空水平的检测,可以执行诊断程序。控制器可以构造成执行例如图2的示例程序的控制程序,以便如果检测到升高的燃料箱真空,则在发动机下拉之后密封燃料箱。然后,根据密封之后燃料箱真空的变化,控制器识别并区分滤罐通风阀性能衰退与滤罐抽取阀性能衰退。在图3示出示例诊断测试。以此方式,提高燃料系统性能衰退检测的准确性。
[0024]图1示出可以从发动机系统8和/或车载储能装置(未示出)获得推进力的混合动力车辆系统6的示意图,车载储能装置例如为蓄电池系统。诸如发电机(未示出)的能量转换装置可以运行以吸收来自车辆运动和/或发动机运行的能量,并且将所吸收的能量转换成适合于由储能装置储存的能量形式。
[0025]发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气装置23和发动机排气装置25。发动机进气装置23包括经由进气道42流体地连接至发动机进气歧管44的进气节气门62。空气可以经由空气滤清器52进入进气道42。发动机排气装置25包括通向排气道35的排气歧管48,排气道35将排气引导到大气中。发动机排气装置25可以包括安装在紧密连接位置的一个或多个排放控制装置70。该一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。应当明白,正如在本文中详细说明的,诸如各种阀和传感器的其他部件可以包括在发动机中。在一些实施例中,其中发动机系统8是增压发动机系统,该发动机系统还可以包括诸如涡轮增压器(未示出)的增压装置。
[0026]发动机系统8连接至燃料系统18。燃料系统18包括连接至燃料泵21和燃料蒸气滤罐22的燃料箱20。燃料箱20经由燃料补给管路116接收燃料,该燃料补给管路116用作燃料箱20和车辆外体上的燃料补给口 127之间的通道。在燃料箱补给燃料事件期间,燃料可以从外部源通过补给燃料入口 107被泵送到车辆中。在补给燃料事件期间,一个或多个燃料箱通风阀106A、106B、108 (在下面进一步详细描述)可以打开以允许补给燃料蒸气被引导至并储存在滤罐22中。
[0027]燃料箱20可以容纳多种燃料混合物,包括具有一定范围的酒精浓度的燃料,例如各种汽油-乙醇混合物,包括E10、E85、汽油等,以及其组合。位于燃料箱20中的燃料液面传感器106可以向控制器12提供燃料液面的指示(“燃料液面输入”)。正如所描述的,燃料液面传感器106可以包括连接至可变电阻器的浮子。可选地,可以使用其他类型的燃料液面传感器。
[0028]燃料泵21构造成将输送至发动机10的喷射器的燃料加压,喷射器例如为喷射器66。虽然仅仅示出单个喷射器66,但是可以为每个汽缸提供另外的喷射器。应当明白,燃料系统18可以是无回流式燃料系统、回流式燃料系统或各种其他类型的燃料系统。
[0029]在燃料箱20中产生的蒸气在被抽取到发动机进气装置23之前,可以经由导管31被路由至燃料蒸气滤罐22。燃料箱20可以包括一个或多个通风阀,用于将在燃料箱中产生的昼间蒸气和补给燃料蒸气排放到燃料蒸气滤罐22中。该一个或多个通风阀可以是电子或机械地致动的阀,并且可以包括有源通风阀(即,具有由控制器致动打开或关闭的运动部件的阀)或无源阀(即,没有根据燃料箱填充水平被动地致动打开或关闭的运动部件的阀)。在所示的示例中,燃料箱20包括在燃料箱20的任一端的气体通风阀(GVV)106A、106B和燃料液面通风阀(FLVV) 108,所有这些阀都是无源通风阀。每个通风阀106A、106B、108可以包括不同程度地插入燃料箱的蒸气空间104中的管子(未示出)。根据燃料箱中相对于蒸气空间104的燃料液面102,通风阀可以打开或关闭。例如,GVV106AU06B可以插入蒸气空间104较少使得它们为常开。这允许来自燃料箱的昼间蒸气和“运行损失”蒸气被释放到滤罐22中,防止燃料箱的过压。然而,在车辆在倾斜的道路上运行期间,当燃料箱的至少一侧上的燃料液面102被人为地升高时,通风阀106AU06B可以关闭以防止液体燃料进入蒸气管路31。作为另一个示例,FLVV108可以插入蒸气空间104更多,使得它为常开。这允许防止燃料箱过度加注。具体地,在燃料箱加注期间,当燃料液面102升高时,通风阀108可以关闭,使得压力聚集在蒸气管路109中(在补给燃料入口 107的下游并且在其上连接至导管31)以及连接至燃料泵的加注喷嘴处。然后,在加注喷嘴处压力的增加可以影响(trip)燃料补给泵,自动停止燃料加注过程,并且防止过度加注。
[0030]应当明白,虽然所述的实施例示出通风阀106A、106B、108为无源阀,但是在可替换的实施例中,它们中的一个或多个可以构造成(例如经由布线)电连接至控制器的电子阀。其中,控制器可以发送信号以致动该通风阀打开或关闭。此外,该阀可以包括电子反馈以将打开/关闭状态通信至控制器。虽然具有电子反馈的电子通风阀的使用可以使控制器能够直接确定通风阀是打开还是关闭(例如,当假定阀打开时,确定阀是否关闭),但这类电子阀可能增加燃料系统的大量成本。而且,将这种电子通风阀连接至控制器所需要的布线可以充当燃料箱内潜在的点火源,增加燃料系统的火灾危险。
[0031]返回到图1,燃料蒸气滤罐22填充有合适的吸附剂,用于临时捕集在燃料箱补给燃料操作期间产生的燃料蒸气(包括汽化的碳氢化合物)以及昼间蒸气。在一个示例中,所用的吸附剂是活性炭。当满足抽取条件时,例如当滤罐饱和时,储存在燃料蒸气滤罐22中的蒸气可以通过打开滤罐抽取阀112经由抽取管路28被抽取到发动机进气装置23。虽然示出单个滤罐22,但是应当明白,燃料系统18可以包括任何数量的滤罐。
[0032]滤罐22包括通风管路27 (在本文中也称为新鲜空气管路),用于当储存或捕集来自燃料箱20的燃料蒸气时将气体从滤罐22引导到大气中。当经由抽取管路28和抽取阀112将储存的燃料蒸气抽取到发动机进气装置23时,通风管路27也可以允许新鲜空气被吸入燃料蒸气滤罐22中。虽然这个示例示出通风管路27与新鲜的未加热的空气连通,但是也可以使用各种改型。通风管路27可以包括滤罐通风阀114,以调节滤罐22和大气之间的空气和蒸气流。该滤罐通风阀还可以用于诊断程序。当包括该通风阀时,该通风阀可以在燃料蒸气储存操作期间打开(例如,在燃料箱补给燃料期间和当发动机不运行时),使得在已经通过滤罐之后去除了燃料蒸气的空气可以被推出到大气中。同样,在抽取操作期间(例如,在滤罐再生期间和当发动机运行时),该通风阀可以打开以允许新鲜空气流去除储存在滤罐中的燃料蒸气。通过关闭滤罐通风阀114,燃料箱可以与大气隔离。
[0033]由于车辆在一些条件期间由发动机系统8提供动力,而在其他条件下由储能装置提供动力,因此混合动力车辆系统6可以减少发动机运行时间。虽然减少的发动机运行时间减少了来自车辆的总的炭排放物,但是它们也可以导致来自车辆的排放物控制系统的燃料蒸气的不充分抽取。为了解决这个问题,在一些实施例中,燃料箱隔离阀(未示出)可以可选地包括在导管31中,使得燃料箱20经由隔离阀连接至滤罐22。当包括隔离阀时,该隔离阀可以在发动机运行期间保持关闭,以便限制从燃料箱20被引导到滤罐22的昼间蒸气的量。在补给燃料操作期间和在选择的抽取条件期间,该隔离阀可以临时打开以将燃料蒸气从燃料箱20引导到滤罐22。通过在燃料箱压力高于阈值(例如,高于燃料箱的机械压力限值,在该机械压力限值以上,燃料箱和其他燃料系统部件可能发生机械损坏)的抽取条件期间时打开该隔离阀,补给燃料蒸气可以被释放到滤罐中,并且燃料箱压力可以保持低于压力限值。
[0034]一个或多个压力传感器120可以连接至燃料系统18,用于提供燃料系统压力的估计。在一个示例中,燃料系统压力是燃料箱压力,其中压力传感器120是连接至燃料箱20的燃料箱压力传感器,用于估计燃料箱压力或真空水平。虽然所示的示例示出了压力传感器120连接在燃料箱和滤罐22之间,但是在可替换的实施例中,压力传感器可以直接连接至燃料箱20。
[0035]例如在抽取操作期间,从滤罐22释放的燃料蒸气可以经由抽取管路28被引导到发动机进气歧管44中。沿抽取管路28的蒸气流可以由连接在该燃料蒸气滤罐和发动机进气装置之间的滤罐抽取阀112调节。由滤罐抽取阀释放的蒸气的量和速率可以通过关联的滤罐抽取阀电磁线圈(未示出)的占空比来确定。因此,滤罐抽取阀电磁线圈的占空比可以响应于发动机工况,由诸如控制器12的车辆的传动系控制模块(PCM)来确定,发动机工况包括例如发动机转速-负荷条件、空燃比、滤罐负荷等。通过命令滤罐抽取阀关闭,控制器可以密封燃料蒸气回收系统与发动机进气装置隔离。可选的滤罐止回阀(未示出)可以包括在抽取管路28中以防止进气歧管压力使气体沿抽取流的相反方向流动。因此,如果滤罐抽取阀控制没有精确地定时或者滤罐抽取阀本身可以由高进气歧管压力被迫打开,则止回阀可能是必要的。歧管绝对压力(MAP)的估计可以从连接至进气歧管44并且与控制器12通信的MAP传感器118获得。可替换地,MAP可以根据可替换的发动机工况推知,例如由连接至进气歧管的MAF传感器(未示出)测量的质量空气流量(MAF)。[0036]燃料系统18可以通过各种阀和电磁线圈的选择性调节在多种模式下由控制器12操作。例如,燃料系统可以在燃料蒸气储存模式下被操作,在燃料蒸气储存模式中,控制器12可以关闭滤罐抽取阀(CPV)112并且打开滤罐通风阀114,以将补给燃料蒸气和昼间蒸气引导到滤罐22中,同时防止燃料蒸气被引导到进气歧管中。作为另一个示例,燃料系统可以在补给燃料模式下被操作(例如,当车辆驾驶员要求燃料箱补给燃料时),其中控制器12可以保持滤罐抽取阀112关闭,以在允许燃料能够被加到燃料箱之前使燃料箱降压。因此,在燃料储存和补给燃料模式两者期间,燃料箱通风阀106AU06B和108假定为打开。
[0037]在另一个示例中,燃料系统可以在滤罐抽取模式下被操作(例如,在已经达到排放控制装置起动温度(light-off temperature)之后并且在发动机运行情况下),其中控制器12可以打开滤罐抽取阀112并且打开滤罐通风阀114。因此,在滤罐抽取期间,燃料箱通风阀106A、106B和108假定为打开(虽然在一些实施例中,阀的一些组合可以关闭)。在这个模式期间,由运行的发动机的进气歧管产生的真空可以被用来吸入新鲜空气通过通风管路27并且通过燃料蒸气滤罐22,以将储存的燃料蒸气抽取到进气歧管44中。在这个模式中,从滤罐抽取的燃料蒸气在发动机中燃烧。该抽取可以继续,直到该滤罐中储存的燃料蒸气量低于阈值。在抽取期间,得知的蒸气量/浓度可以被用来确定储存在滤罐中的燃料蒸气的量,并且然后在抽取操作的后来部分期间(当滤罐被充分抽取或为空时),得知的蒸气量/浓度可以被用来估计该燃料蒸气滤罐的负荷状态。例如,一个或多个氧传感器(未示出)可以连接至滤罐22 (例如,在滤罐的下游),或设置在发动机进气装置和/或发动机排气装置中,以提供滤罐负荷(即,储存在滤罐中的燃料蒸气的量)的估计。根据滤罐负荷,并且还根据诸如发动机转速-负荷条件的发动机工况,可以确定抽取流率。
[0038]控制器12也可以构造成间歇地执行针对燃料系统18的泄漏检测程序,以确定燃料系统没有性能衰退。因此,当在发动机运转的情况下(例如在发动机模式的混合动力车辆运行期间)或发动机停机的情况下(例如,在蓄电池模式的混合动力车辆运行期间)车辆运行时,可以执行泄漏检测程序。在发动机停机时执行的泄漏测试可以包括对燃料系统施加发动机关闭的自然真空。其中,当发动机停机时通过关闭滤罐抽取阀和滤罐通风阀,燃料箱可以被密封。当燃料箱冷却下来时,在燃料箱的蒸气空间产生真空(由于气体温度和压力之间的关系)。在自然真空泄漏检测期间,滤罐通风阀(CVV)关闭并且监测压力产生或真空产生(build)以确定泄漏整体性。如果燃料箱压力比预期更快地稳定,则确定燃料系统泄漏。在发动机运转时执行的泄漏测试可以包括对燃料系统施加发动机进气真空达一段持续时间(例如,直到达到目标燃料箱真空)并且然后密封燃料系统,同时监测燃料箱压力的变化(例如,真空水平的下降速率,或最终的压力值)。然后,根据真空泄放到大气的速率,可以识别燃料系统泄漏。
[0039]因此,如果滤罐抽取阀或滤罐通风阀中的任一个被卡住,在燃料箱中可以产生过高的真空。如果不解决这个问题,这能够危害并损坏燃料箱。过高的真空可以是由被卡在关闭位置的滤罐通风阀或由被卡在打开位置(或泄漏打开)的滤罐抽取阀引起的。因此,根据过高的真空是由滤罐抽取阀性能衰退还是由滤罐通风阀性能衰退引起的,缓解动作可以变化。因此,本文的发明人已经认识到,重要的是识别过高的燃料箱真空是由于滤罐抽取阀被卡在打开位置还是由于滤罐通风阀被卡在关闭位置引起。正如在本文中参考图2详细说明的,响应于在发动机运行期间观察到的过高的燃料箱真空,在发动机下拉之后,燃料箱密封之后,发动机控制器可以根据燃料箱真空的变化而区别阀问题。具体地,根据在发动机下拉之后过高的燃料箱真空是否继续存在于被密封的燃料箱中,或者燃料箱真空是否开始泄放,可以确定滤罐抽取阀或通风阀是否性能衰退。通过在发动机下拉之后监测燃料箱真空,可以减少发动机真空噪音因素,提高控制器准确地指出过高真空的根本原因的能力。通过提高阀性能衰退检测的准确性,可以减少由于过高的燃料箱真空引起的燃料箱损坏。
[0040]车辆系统6还可以包括控制系统14。该控制系统14被示出接收来自多个传感器16 (其各种示例在本文中描述)的信息并且将控制信号发送至多个执行器81 (其各种示例在本文中描述)。作为一个示例,传感器16可以包括位于排放控制装置上游的排气传感器126、温度传感器128、MAP传感器118以及压力传感器129。诸如另外的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器以及组分传感器的其他传感器可以连接至车辆系统6中的各种位置。作为另一个示例,执行器可以包括燃料喷射器66、滤罐抽取阀112、滤罐通风阀114和节气门62。该控制系统14可以包括控制器12。该控制器可以接收来自各种传感器的输入数据,处理该输入数据,并且根据对应于一个或多个程序的编程在其中的指令或编码,响应于处理的输入数据触发该执行器。一个示例控制程序在本文中关于图2进行描述。
[0041]以此方式,图1的系统能够实现用于车辆燃料系统的方法,其中在发动机下拉之后燃料系统被密封而与大气隔离。响应于在发动机运行时接收的过高的燃料箱真空的指示,执行密封。该方法还能够根据密封之后燃料系统真空的变化而区分滤罐通风阀的性能衰退与滤罐抽取阀的性能衰退。
[0042]现在转向图2,图2示出用于识别过高的燃料箱真空的原因的示例程序200。具体地,可以判断燃料箱真空水平是由于滤罐抽取阀被卡在打开位置还是由于滤罐通风阀被卡在关闭位置而升高。根据该判断,可以采取适当的缓解步骤。
[0043]在202,可以估计和/或测量发动机工况。这些发动机工况可以包括,例如,发动机转速、环境状况、发动机温度、燃料液面、燃料箱压力和温度、燃料系统真空水平等。在204,可以确定燃料系统真空水平是否高于阈值真空水平(例如,高于16InH20)。在一个示例中,燃料系统真空水平包括燃料箱真空水平。因此,在204,可以确定是否存在过高的燃料箱真空。如果不存在,程序可以结束,并且可以确定不存在燃料系统阀的性能衰退。
[0044]如果检测到过高的燃料系统真空(例如,如果在点火开关接通事件中检测到过高的燃料箱真空),于是在206,发动机可以被下拉。发动机下拉可以包括,例如,车辆点火开关断开条件(其中,车辆驾驶员切断发动机运行)、车辆点火开关接通发动机怠速停止(其中,响应于怠速停止条件,发动机选择性地停用)和/或车辆点火开关接通电模式运行(其中车辆运行从发动机模式转变到蓄电池模式)。在一个示例中,其中在车辆点火开关断开条件期间发生发动机下拉,在发动机下拉期间并且在发动机不运行时,发动机控制器可以保持唤醒/启动(awake )。
[0045]在208,在发动机下拉已经被确认之后,燃料系统可以被密封而与大气和发动机进气装置隔离。在本文中,密封燃料系统而与大气隔离包括关闭连接在燃料系统滤罐和大气之间的滤罐通风阀。例如,控制器可以致动滤罐通风阀电磁线圈关闭。而且,密封燃料系统而与发动机进气装置隔离包括关闭连接在该燃料系统滤罐和发动机进气装置之间的滤罐抽取阀。例如,控制器可以致动滤罐抽取阀电磁线圈关闭。在密封燃料系统之后可以监测燃料箱真空水平。[0046]在210,可以判断在密封燃料系统之后是否存在燃料箱真空水平的变化。具体地,可以确定燃料箱真空水平是否仍高于阈值(例如在204处的密封之前的阈值)。如果不是(即,如果存在燃料箱真空的明显变化),于是在212,响应于燃料系统真空在密封之前高于阈值并且在密封之后低于阈值,程序指示滤罐抽取阀性能衰退,而不指示滤罐通风阀性能衰退。具体地,可以指示滤罐抽取阀被卡在打开位置。因此,可以指示在发动机运行期间观察到的过高的燃料系统真空是由于滤罐抽取阀的性能衰退(而不是由于滤罐通风阀的性能衰退)引起的。在一些实施例中,响应于滤罐抽取阀被确定为被卡在打开位置,控制器可以设置诊断码(例如,MIL)。而且,控制器可以终止泄漏检测,其中CVV被命令关闭。这保护了燃料箱。
[0047]比较而言,响应于燃料系统真空水平在密封之前以及在密封之后均高于阈值(SP,如果在密封之后不存在明显的变化),在214,程序包括确定燃料系统真空之后是否仍高于阈值。例如,可以判断燃料系统真空水平是否高于16InH20。该阈值可以基于压力传感器的限值。而且,该阈值可以根据燃料箱的性质变化。例如,钢质燃料箱可以使用比塑料燃料箱闻的阈值。
[0048]如果不是,于是在216,滤罐抽取阀可以被脉动(pulsed)打开(因为它是具有占空比的装置)。这允许被塞住的滤罐通风阀不被塞住。
[0049]在214,如果在致动打开滤罐通风阀之后燃料系统真空仍高于阈值真空水平,则在218控制器可以致动滤罐抽取阀关闭。可替换地,如果滤罐抽取阀已经被致动关闭,则控制器可以保持滤罐抽取阀关闭并且等待燃料箱真空水平变稳定。随后,在燃料箱真空已经稳定之后,在220,程序包括命令滤罐通风阀打开。例如,控制器可以命令通风阀电磁线圈打开。
[0050]在命令滤罐通风阀打开之后,在222,程序包括重新评估燃料系统真空水平,以查看其是否仍过高并且它是否保持不变。例如,可以确定燃料箱真空水平是否仍高于阈值水平,以及燃料箱真空水平的变化速率是否小于阈值速率(例如,可以忽略)。如果是,于是在224,该程序包括,在致动滤罐通风阀电磁线圈之后,响应于燃料系统真空保持高于阈值,指示滤罐通风阀性能衰退,而不指示滤罐抽取阀性能衰退。具体地,可以指示滤罐通风阀(或电磁线圈)被卡在关闭位置。因此,可以指示在发动机运行期间观察到的过高的燃料系统真空是由于滤罐通风阀的性能衰退(而不是由于滤罐抽取阀的性能衰退)引起的。在一些实施例中,响应于滤罐通风阀被确定为被卡在关闭位置,控制器可以设置诊断码(例如,MIL)。而且,控制器可以禁用抽取或将抽取限制为小占空比。这保护了燃料箱。
[0051]如果在222燃料系统真空水平不是恒定的,于是在226,可以确定过高的燃料箱真空是否缓慢地泄放。例如,可以确定燃料箱真空是否逐渐朝着大气压力水平移动。如果不是,该程序可结束。否则,在228,响应于在致动滤罐通风阀之后燃料系统真空从阈值水平泄放,该程序包括指示新鲜空气管路的堵塞。也就是,可以指示,在发动机运行期间观察到的过高的燃料系统真空是由于滤罐新鲜空气管路的堵塞(而不是由于滤罐通风阀或滤罐抽取阀的性能衰退)引起的。在一些实施例中,响应于新鲜空气管路(即,滤罐通风管路)被堵塞,控制器可设置诊断码(例如,MIL)并且禁用或限制抽取。
[0052]以此方式,图2的方法能够根据在发动机下拉之后在密封燃料箱后燃料系统真空的变化,区分滤罐通风阀的性能衰退与滤罐抽取阀的性能衰退。具体地,通过当发动机真空噪音因素基本较低时执行诊断程序,性能衰退检测的准确性得到提高。因此,燃料系统阀问题可以更容易识别并及时解决。
[0053]在一个示例中,在发动机下拉之后,燃料箱可以被密封而与大气隔离。于是,在第一条件期间,可以根据密封之后燃料箱真空的变化而指示滤罐抽取阀性能衰退。比较而言,在第二条件期间,可以根据密封之后燃料箱真空的变化而指示滤罐通风阀性能衰退。因此,响应于在发动机运行期间燃料箱真空高于阈值水平(例如,超过或高于16InH20),可以执行燃料箱的密封。而且,密封可以在发动机下拉之后执行以减少因发动机真空噪音引起的破坏。滤罐通风阀可以被致动关闭,同时滤罐抽取阀保持关闭,以密封燃料箱而与大气隔离。在该示例中,在第一条件期间,该指示包括响应于在密封之后燃料箱真空低于阈值,指示滤罐抽取阀被卡在打开位置。比较而言,在第二条件期间,该指示包括响应于在密封之后燃料箱真空保持高于阈值,并且当致动滤罐通风阀打开时仍保持高于阈值,指示滤罐通风阀被卡在关闭位置。
[0054]而且,在第三条件期间,响应于在密封之后燃料箱真空保持高于阈值,并且当致动滤罐通风阀后泄放到大气条件,可以指示滤罐通风阀或滤罐抽取阀没有性能衰退。而是可以指示在发动机运行期间观察到的过高的燃料系统真空是由于滤罐新鲜空气管路(即,滤te通风管路)的堵塞引起的。
[0055]现在转向图3,图形300描述燃料箱真空的示例变化,该燃料箱真空的示例变化可以用来识别并区分滤罐抽取阀性能衰退与滤罐通风阀性能衰退。具体地,图形300在曲线302处描述发动机运行,在曲线304处示出燃料箱(FT)真空水平,在曲线306处示出滤罐抽取阀(CPV )运行,并且在曲线308处示出滤罐通风阀(CVV )运行。
[0056]在tl之前,车辆可以在发动机运行的情况下运行。在发动机运行时,滤罐通风阀和滤罐抽取阀可以打开(曲线306、308)以便抽取燃料系统滤罐。刚好在tl之前,可以看到燃料箱真空的突然增加(曲线304)。因此,过高的燃料箱真空可以引起燃料箱损坏。因此,在tl,响应于升高的燃料箱真空,可以执行发动机下拉。具体地,发动机可以关闭使得能够执行诊断程序,以识别升高的真空的原因。因此,该升高的燃料箱真空可以是由于滤罐抽取阀性能衰退或滤罐通风阀性能衰退引起的。通过在发动机已经下拉之后执行诊断程序,可以减少发动机真空噪音因素,提高诊断的准确度。
[0057]在下拉发动机之后,在tl,可以命令滤罐抽取阀和滤罐通风阀关闭。通过关闭滤罐通风阀,燃料箱可以被密封而与大气隔离。在密封燃料箱之后,可以监测燃料箱真空水平。在一个示例中,如曲线305 (虚线)所示,在密封燃料箱之后,燃料箱真空可以开始从升高的水平减小(例如从高于阈值减小到低于阈值)。响应于燃料箱真空水平在密封燃料箱之前高于阈值,但是在密封之后低于阈值,在t2,可以确定存在滤罐抽取阀性能衰退,其引起在tl之前升高的燃料箱真空。因此,在t2,可以设置诊断码以指示滤罐抽取阀被卡在打开位置。
[0058]如果在密封燃料箱之后燃料箱真空没有明显变化(B卩,真空水平保持升高并且高于阈值,如曲线304所示),于是可以确定升高的真空不是由滤罐抽取阀性能衰退引起的。接下来,在t2,滤罐通风阀(曲线308)可以被致动打开并且可以再次监测燃料箱真空。如果在致动滤罐通风阀之后燃料箱真空水平继续保持升高,于是在t3,可以确定存在滤罐通风阀性能衰退,其引起在tl之前升高的燃料箱真空。因此,在t3,可以设置诊断码以指示滤罐通风阀被卡在关闭位置。[0059]在一些实施例(未示出)中,在致动滤罐通风阀之后,燃料箱真空水平可以开始逐渐减小(从升高的真空水平朝着大气压力水平)。如果发生这种情况,则可以确定既不存在滤罐通风阀性能衰退也不存在滤罐抽取阀性能衰退。而是可以确定在tl之前观察到的升高的燃料箱真空是由于滤罐通风管路(或新鲜空气管路)的堵塞引起的。
[0060]应当明白,在发动机构造在混合动力车辆系统中的实施例中,在该诊断程序期间,连接在燃料箱和燃料系统滤罐之间的隔离阀可以保持打开(图3中未示出)。
[0061]以此方式,可以较好地识别在发动机运行期间观察到的过高的燃料箱真空水平的根本原因。具体地,当发动机已经被下拉时,通过隔离燃料箱并监测被隔离的燃料箱的燃料箱真空的变化,即便很小的燃料箱真空的变化,也可以被用来更好地区别滤罐抽取阀性能衰退与滤罐通风阀性能衰退。具体地,通过在发动机不运行的条件期间执行诊断,可以减小发动机真空噪音的影响,并且提高性能衰退检测和区分的准确性。而且,通过提高性能衰退确定的可靠性,性能衰退缓解的效率得到提高。总的说来,能够实现燃料系统的完整性。
[0062]应当指出,这里包括的示例控制程序可以用于各种发动机和/或车辆系统结构。这里描述的具体程序可以表示任何数目的处理策略中的一个或多个,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行,同时进行,或在一些情况下可以省略。同样,不必要求处理的次序以实现这里所述的示例实施例的特征和优点,提供处理的次序是为了容易示出和描述。一个或多个所示的动作或功能可以根据所用的特定策略而重复地执行。而且,所述的动作可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的代码。
[0063]应当明白,本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变化是可能的。例如,上述技术可以用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。而且,各种系统结构中的一个或多个可以与所描述的诊断程序中的一个或多个结合使用。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1.一种用于发动机的方法,其包括: 在发动机下拉之后S封燃料系统;和 根据在所述密封之后燃料系统真空的变化,区分滤罐通风阀的性能衰退与滤罐抽取阀的性能衰退。
2.根据权利要求1所述的方法,其中密封所述燃料蒸气系统包括关闭所述滤罐通风阀以密封所述燃料系统而与大气隔离,并且关闭所述滤罐抽取阀以密封所述燃料系统而与发动机进气装置隔离。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述区分包括,响应于燃料系统真空在密封之前高于阈值并且在密封之后低于所述阈值,指示滤罐抽取阀性能衰退,而不指示滤罐通风阀性能衰退。
4.根据权利要求3所述的方法,其中指示滤罐抽取阀性能衰退包括指示所述滤罐抽取阀被卡在打开位置。
5.根据权利要求3所述的方法,其还包括,响应于燃料系统真空在密封之前和在密封之后均高于阈值,致动所述滤罐抽取阀关闭,同时致动滤罐通风阀打开,并且响应于在所述致动之后所述燃料系统真空保持高于所述阈值,指示滤罐通风阀性能衰退,而不指示滤罐抽取阀性能衰退。
6.根据权利要求5所述的方法,其中指示滤罐通风阀性能衰退包括指示滤罐通风阀电磁线圈被卡在关闭位置。
7.根据权利要求6所述的方法,其还包括,响应于在所述致动之后所述燃料系统真空从所述阈值泄放,指示新鲜空气管路的堵塞。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述发动机下拉包括车辆点火开关断开条件、车辆点火开关接通发动机怠速停止和车辆点火开关接通电运行模式。
9.根据权利要求1所述的方法,其中在所述发动机下拉期间,发动机控制器保持唤醒。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃料系统真空包括燃料箱真空水平。
【文档编号】F02D41/22GK103821626SQ201310559940
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】R·R·延茨, M·W·皮特斯, S·A·波赫, R·R·派尔斯, A·M·杜达尔 申请人:福特环球技术公司