CN103670740A - 燃料系统诊断 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检测燃料系统泄漏的方法和系统。当系统真空泵运行以将真空供应至真空消耗装置时，从真空泵排出的空气被引导至燃料系统，从而在其上施加正压。基于由真空泵所施加的压力的衰减速度识别燃料系统泄漏。

Description

燃料系统诊断

技术领域

本发明涉及用于识别车辆（例如混合动力车辆）内燃料系统泄漏的系统和方法。

背景技术

车辆可配备蒸发性排放控制系统，从而减少燃料蒸汽释放至大气。例如，来自燃料箱的汽化烃（HC）可被存储在燃料蒸汽滤罐内，其中燃料蒸汽滤罐装有吸附和存储蒸汽的吸附剂。在以后时间里，当操作发动机时，蒸汽污染控制系统允许蒸汽被换至发动机进气歧管作为燃料使用。然而，污染控制系统的泄漏会不注意地允许燃料蒸汽逃逸至大气。因此，使用各种途径识别这样的泄漏。

Annoura等人在US7,107,759中示出关于泄漏检测的一个示例性途径。其中，在发动机关闭状况下，使用制动助力器真空泵将真空施加至燃料系统。然后，基于所施加的真空衰减的速度识别燃料系统泄漏。这样允许相同的真空泵被用于制动助力器应用以及泄漏检测。

然而，此处，发明者已识别出该途径所存在的潜在问题。作为一个例子，为了执行泄漏检测例程，不得不操作真空泵，消耗了车辆动力，降低了燃料经济性。作为另一个例子，负压的出现将掩盖一些泄漏。如果未检测泄漏，将会使排气排放降级。

发明内容

因此，在一个例子中，可通过车辆燃料系统的方法解决一些上述问题，其包含：指示燃料系统退化，以响应于施加在电驱动真空泵处产生的正压后的燃料系统压力的变化。按这种方式，泵操作过程中由真空泵所排出的空气能够被施加至燃料系统，用于泄漏检测。

在一个例子中，发动机系统可包括真空泵，其经配置将真空供应至真空消耗装置（例如，车辆制动助力器）。真空泵可被耦合至燃料系统，以便在操作真空泵运转从而将真空供应至真空消耗装置的状况下，泵所排出的空气能够被引导至燃料系统。例如，排出的空气能够被施加至燃料系统滤罐上，从而加压于燃料箱。在施加正压后，可监控压力衰减的速度。响应于压力衰减的速度高于阈值速度，可以确定燃料系统泄漏。可还操作真空泵，从而将真空施加在燃料系统上，从而能够相继执行正压和负压泄漏测试的每个。在施加负压后，则可以监控真空衰减的速度，以及如果真空衰减的速度高于阈值速度，可以确定燃料系统泄漏。

按这种方式，真空泵操作能够以协同方式耦合正压燃料系统泄漏测试。通过允许真空泵的正压被用于燃料系统泄漏测试，同时已操作真空泵，将真空提供至真空操作致动器，可以较少频率地操作电驱动真空泵。通过降低泵操作频率，可以增加电驱动真空泵的操作使用寿命。另外，因为燃料蒸汽未通过泵，将没有与材料不兼容性有关的问题。还通过使用真空泵执行负压泄漏测试，在负压泄漏测试中，可以识别被正压泄漏测试所掩盖的泄漏，反之亦然，提高泄漏检测精准性。通过将同一泵用于正压和负压泄漏测试的每个，并且为其他发动机致动器产生真空，可以获得减少组件的优点。

在另一个实施例中，发动机的方法包含：在第一状况下，将由电驱动真空泵所产生的正压施加在燃料系统上；在第二状况下，将由电驱动真空泵所产生的负压施加在燃料系统上；以及在第一和第二状况下，指示燃料系统退化，以响应于在施加由真空泵所产生的压力后燃料系统压力的变化。

在另一个实施例中，在第二状况下，施加在电驱动真空泵处所产生的负压包括操作真空泵，以及将真空从泵第一出口引导至燃料系统，同时将由泵的第二、不同出口所排出的空气引导至发动机进气歧管。

在另一个实施例中，在第一状况下，施加在电驱动真空泵处所产生的正压包括操作真空泵，以及将真空泵的第二出口所排出的空气引导至燃料系统。

在另一个实施例中，电驱动真空泵被耦合至真空消耗装置，真空消耗装置包括制动助力器。

在另一个实施例中，在第一状况下，真空从真空泵的第一出口被引导至真空消耗装置。

在另一个实施例中，指示燃料系统退化，以响应于施加压力后的燃料系统压力的变化包括基于燃料系统压力的绝对变化速度高于阈值速度，指示燃料系统泄漏。

在另一个实施例中，燃料系统泄漏的孔口尺寸基于燃料系统压力的绝对变化速度和阈值速度之间的差异。

在另一个实施例中，燃料系统压力是由压力传感器所估算的燃料箱压力，其中压力传感器耦合于燃料系统的燃料箱和滤罐之间。

在另一个实施例中，在第一状况下，当施加正压时，按第一方向调节进气阀位置，以及在第二状况下，当施加负压时，按第二、相反方向调节进气阀位置。

在另一个实施例中，混合动力车辆系统包含：发动机，其包括进气歧管；燃料系统，其包括耦合至滤罐的燃料箱，其中滤罐经滤罐抽取/冲洗（purge）阀耦合至进气歧管；真空消耗装置；电驱动真空泵，其包括用于输送真空的第一出口和用于排放空气的第二出口，其中第一出口选择性地可耦合至真空消耗装置或者进气歧管，以及其中第二出口被选择性地可耦合至燃料系统或者进气歧管；压力传感器，其被耦合至用于估算燃料系统压力的燃料系统，以及带有计算机可读指令的控制器，所述指令在将真空从真空泵的第一出口引导至真空消耗装置时，用于将空气从真空泵的第二出口排放至滤罐，从而在燃料系统上施加正压；以及在施加正压后，基于燃料系统的压力衰减速度，指示燃料系统泄漏。

在另一个实施例中，控制器包括进一步指令，用于将真空从泵的第一出口引导至滤罐，同时将空气第二出口排放至进气歧管，从而在燃料系统上施加负压；以及在施加负压后，基于燃料系统的真空衰减速度，指示燃料系统泄漏。

在另一个实施例中，燃料系统压力为燃料箱压力，其中压力传感器耦合于燃料箱和滤罐之间。

在另一个实施例中，将真空从真空泵的第一出口引导至真空消耗装置，以及将空气从真空泵的第二出口排放至滤罐，从而在燃料系统上施加正压包括打开滤罐抽取阀和关闭第一电磁阀和第二电磁阀的每个，其中第一电磁阀耦合于第一出口和燃料系统之间，第二电磁阀耦合于第二出口和进气歧管之间，其中将真空从真空泵的第一出口引导至滤罐，将空气从真空泵的第二出口排放至进气歧管，从而在燃料系统上施加负压包括关闭滤罐抽取阀和打开第一电磁阀和第二电磁阀的每个，其中第一电磁阀耦合于第一出口和燃料系统之间，第二电磁阀耦合于第二出口和进气歧管之间。

应当理解，提供上述概要是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中进一步说明。这并不意味着确立要求保护的主题的关键或基本特征，其范围仅由权利要求限定。另外，要求保护的主题不被限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

结合参考附图，阅读下列非限制实施例的详细描述，会更好地理解本公开的主题事项，其中：

图1示出车辆的示意图，所述车辆包括发动机、燃料系统以及电驱动真空泵。

图2示出图示以下例程的高级流程图，该例程可以被实施以将正压或者负压从真空泵供应至燃料系统，用于泄漏测试。

图3示出示例性正压和负压泄漏测试。

具体实施方式

提供用于识别燃料系统泄漏的方法和系统，其中燃料系统被耦合至发动机，例如图1所示燃料系统。在使用真空泵所排放的空气致动真空泵的过程中，可机会性地（opportunistically）执行正压泄漏测试。使用发动机进气真空或者真空泵的真空，可以执行负压泄漏测试。控制器可经配置执行控制例程，例如图2所示的示例性例程，从而在致动泵将真空提供至发动机系统的真空消耗装置的条件下，引导由真空泵所排放的空气，以便加压燃料系统。然后，基于随后的压力衰减速度，可以确定燃料系统泄漏。控制器可以替代性地将真空从运行的发动机或者真空泵，引导至燃料系统滤罐，从而在燃料系统上施加真空。然后，基于随后的真空衰减速度，可以确定燃料系统泄漏。图3描述出示例性泄漏测试。按这种方式，可以识别燃料系统泄漏，同时降低真空泵操作频率。

图1示出混合动力车辆系统6的示意图，所述系统能够自发动机系统8和/或车载能量存储装置（未示出），例如电池系统中获取推进动力。可操作能量转换装置，例如发电机（未示出），从而自车辆运动和/或发动机操作中吸收能量，然后将所吸收的能量转换成适合能量存储装置存储的能量。

发动机系统8可包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气口23和发动机排气口25。发动机进气口23包括进气节流阀62，其经进气通道42流体地耦合至发动机进气歧管44。空气可经空气过滤器52进入进气通道42。发动机排气口25包括排气歧管48，其通向将排气引导至大气的排气通道35。发动机排气口25可包括一个或更多安装在紧密耦合位置的排放控制装置70。一个或更多排放控制装置可包括三元催化剂、稀NOx收集器、柴油颗粒过滤器、氧化催化剂等等。应明白，发动机可包括其他组件，例如各种阀门和传感器，如本文进一步阐述。在一些实施例中，其中发动机系统8是增压发动机系统，发动机系统可还包括增压装置，例如涡轮增压器。

发动机系统8被耦合至燃料系统18。燃料系统18包括耦合至燃料泵21和燃料蒸汽滤罐22的燃料箱20。在燃料箱补给燃料的事件中，燃料可从外部源头通过加油门108被泵送至车辆内。燃料箱20可容纳多种燃料混合物，其包括具有下列范围的醇浓度的燃料，例如各种乙醇汽油混合物，其包括E10、E85、汽油等等，以及其中的组合。位于燃料箱20内的燃料水平传感器106可将燃料水平的指示（“燃料水平输入”）提供至控制器12。如所示，燃料水平传感器106可包含连接至可变电阻器的浮体。可选地，可以使用其他类型的燃料水平传感器。

燃料泵21经配置加压于被输送至发动机10的喷射器（例如示例性喷射器66）的燃料。尽管仅示出单个喷射器66，但是可将额外的喷射器提供至每个汽缸。应明白，燃料系统18可以是无回流燃料系统、回流燃料系统或者各种其他类型的燃料系统。产生于燃料箱20的蒸汽在被抽取至发动机进气口23之前，可经导管31被引导至燃料蒸汽滤罐22。

燃料蒸汽滤罐22填有适当的吸附剂，用于暂时性收集在燃料箱补给燃料操作中所产生的燃料蒸汽（包括汽化烃），以及日间蒸汽。在一个例子中，所使用的吸附剂为活性炭。当满足抽取条件时，例如当滤罐饱和时，通过打开滤罐抽取阀112，存储在燃料蒸汽滤罐22内的蒸汽可被抽取至发动机进气口23。尽管仅示出单个滤罐22，应明白燃料系统18可包括任何数量的滤罐。

滤罐22包括出口27，其用于在存储或者从燃料箱20中收集燃料蒸汽时，将来自滤罐22的气体引导至大气。当将存储的燃料蒸汽经抽取管路28和抽取阀112抽取到达发动机进气口23时，出口27可还允许新鲜空气被抽吸至燃料蒸汽滤罐22。尽管所述例子示出出口27与新鲜、未加热的空气沟通，但是也可使用各种修改。出口27可包括滤罐通气阀114，从而调节滤罐22和大气之间的空气和蒸汽流。滤罐通气阀可还被用于诊断例程。当包括时，在燃料蒸汽存储操作（例如，在燃料箱补给燃料过程中，同时发动机未运转时）过程中，可打开通气阀，以便空气，在通过滤罐后剥离燃料蒸汽，能够被推出至大气。同样地，在抽取操作中（例如，在滤罐再生，同时发动机运行时），可以打开通气阀，从而允许新鲜空气流剥离存储在滤罐内的燃料蒸汽。

类似地，混合动气车辆系统6可具有减少的发动机操作时间，这是由于车辆在一些条件下由发动机系统8，以及在其他条件下由能量存储装置提供动力。尽管减少的发动机操作时间减少了车辆整体的碳排放，但是其还可导致无法充分地抽取来自车辆排放控制系统的燃料蒸汽。为了解决所述问题，燃料箱隔离阀110可任选地包括在导管31中，以便燃料箱20经阀被耦合至滤罐22。在常规发动机操作过程中，可保持隔离阀110关闭，从而限制从燃料箱20引入滤罐22的日间或者“运行损失”蒸汽量。在补给燃料操作过程中以及所选的抽取条件下，可以暂时性打开隔离阀110例如一段时间，从而将燃料蒸汽从燃料箱20引导至滤罐22。在燃料箱压力高于阈值（例如，高于燃料箱的机械压力限制，超过该限制，燃料箱和其他燃料系统组件将带来机械损坏）时的抽取条件下，通过打开阀门，补给燃料蒸汽可被释放至滤罐，燃料箱压力可被维持在压力限制以下。当所示的例子示出隔离阀110沿导管31放置时，在可选实施例中，隔离阀可被安装在燃料箱20上。

一个或更多压力传感器120可被耦合至燃料系统18，用于提供燃料系统压力估算。在一个例子中，燃料系统压力是燃料箱压力，其中压力传感器120是耦合至燃料箱20的燃料箱压力传感器，其用于估算燃料箱压力或者真空水平。尽管所示例子示出压力传感器120耦合于燃料箱和滤罐22之间，具体地在燃料箱和隔离阀110之间，但是在可选实施例中，压力传感器可被直接耦合至燃料箱20。在又一个其他实施例中，第一压力传感器可被放置在隔离阀的上游（在隔离阀和滤罐之间），同时第二压力传感器被放置在隔离阀的下游（隔离阀和燃料箱之间），从而提供阀两侧的压力差估算。

滤罐22所释放的燃料蒸汽，例如在抽取操作过程中，可经抽取管路28被引导至发动机进气歧管44。可通过滤罐抽取阀112（其耦合于燃料蒸汽滤罐和发动机进气口之间）调整沿抽取管路28的蒸汽流。可以通过有关的滤罐抽取阀螺线管（未示出）的占空比，确定由滤罐抽取阀释放的蒸汽量和速度。因此，可通过车辆动力传动控制模块（PCM），例如控制器12，确定滤罐抽取阀螺线管的占空比，以响应于发动机工况，其包括例如发动机速度负荷状况、空气燃料比、滤罐负荷等等。通过命令关闭滤罐抽取阀，控制器可相对于发动机进气密封燃料蒸汽恢复系统。可选滤罐止回阀（未示出）可被包括在抽取管路28中，从而防止进气歧管压力按抽取流的相反方向流动气体。因此，如果滤罐抽取阀控制未被准确定时，或者通过高的进气歧管压力能够迫使滤罐抽取阀本身打开，止回阀可能是必要的。可以从MAP传感器118获得歧管绝对压力（MAP）或者歧管真空（ManVac）的估算，其中MAP传感器118可被耦合至进气歧管44，并且与控制器12沟通。可选地，可以从可选发动机工况推断MAP，例如通过被耦合至进气歧管的MAF传感器（未示出）测量的空气质量流量（MAF）。

通过各种阀门和螺线管的选择性调节，可在多种模式中通过控制器12操作燃料系统18。例如，可在燃料蒸汽存储模式（例如，在燃料箱补给燃料操作，发动机未运行时）中操作燃料系统，其中控制器12可打开隔离阀110，同时关闭滤罐抽取阀（CPV）112，从而将补给燃料蒸汽引导至滤罐22，同时防止燃料蒸汽被引导至进气歧管。

作为另一个例子，可在补给燃料模式（例如，当车辆操作者要求燃料箱补给燃料时）中操作燃料系统，其中控制器112可打开隔离阀110，同时维持滤罐抽取阀112关闭，从而在允许在其中添加燃料之前，为燃料箱减压。因此，在补给燃料操作过程中，可保持隔离阀110打开，从而允许补给燃料蒸汽被存储在滤罐内。在完成补给燃料后，可以关闭隔离阀。

作为另一个例子，可按滤罐抽取模式（例如，在获得排放控制装置点火温度后，发动机运行时）操作燃料系统，其中控制器12可打开滤罐抽取阀112，同时关闭隔离阀110。本文中，由操作的发动机的进气歧管所产生的真空可被用于通过出口27以及通过燃料蒸汽滤罐22抽取新鲜空气，从而将存储的燃料蒸汽抽取至进气歧管44。在所述模式中，滤罐内被抽取燃料蒸汽在发动机中燃烧。可以继续抽取直到滤罐内的被存储燃料蒸汽量低于阈值。在抽取过程中，已知的蒸汽量/浓度能够被用于确定被存储在滤罐内的燃料蒸汽量，然后在抽取操作的较迟部分（当充分地抽取或放空滤罐时），已知的蒸汽量/浓度能够被用于估算燃料蒸汽滤罐的负荷状态。例如，一个或更多氧传感器（未示出）可被耦合至滤罐22（例如，滤罐的下游），或者放置在发动机进气口和/或发动机排气口内，从而提供滤罐负荷（也就是，存储在滤罐内的燃料蒸汽量）的估算。基于滤罐负荷，进一步基于发动机工况，例如发动机速度负荷条件，可以确定抽取流率。

控制器12可还经配置在燃料系统18上间断地执行泄漏检测例程，从而确认燃料系统未退化。因此，在发动机打开（例如，在混合动力车辆操作的发动机模式中）或者发动机关闭（例如，在混合动力车辆操作的电池模式中）的情况下运行车辆时，可执行泄漏检测例程。发动机关闭时执行泄漏测试可包括在燃料系统上施加正压一段时间（例如，直到到达目标燃料箱压力），然后密封燃料系统，同时监控燃料箱压力的变化（例如，压力的变化速度或者最终压力值）。发动机关闭时执行泄漏测试可还包括在燃料系统上施加负压一段时间（例如，直到到达目标燃料箱真空），然后密封燃料系统，同时监控燃料箱压力的变化（例如，压力的变化速度或者最终压力值）。通过执行正压和负压泄漏测试，因为在负压泄漏测试中可以识别通过施加正压所掩盖的泄漏，同时在正压泄漏测试中可以识别通过施加负压所掩盖的泄漏，所以可以较好地识别小泄漏。

发动机系统8还包括一个或更多个真空消耗装置74、75。电驱动真空泵76被耦合至真空消耗装置74、75，并且经配置提供真空，以操作或者致动真空消耗装置。在所示例子中，真空泵76使用来自能量存储装置的动力电驱动。在一个例子中，真空消耗装置74可以是制动助力器，其中致动真空泵76以响应于车辆制动应用。例如，制动助力器可包括内部真空存储器其通过制动踏板150放大了由车辆操作者15所提供的力，以施加车辆制动（未示出）。可以通过制动踏板传感器152监控制动踏板150的位置。可经来自控制器12的控制信号，选择性地操作电驱动真空泵76，从而将至少一些真空供应至制动助力器。真空消耗装置75可以是可选真空消耗物，例如速度控制致动器或者HVAC系统门。

本文发明者已认识到在致动真空泵76，以便将真空提供至真空消耗装置74的条件下，能够机会性地将由真空泵排出的空气施加在滤罐22上，从而加压于燃料系统18。具体地，可以操作真空泵，同时将真空从泵第一出口引导至真空消耗装置，由泵的第二、不同出口所排出的空气可被引导至燃料系统18的滤罐22。这样能够在燃料系统上实施在电驱动真空泵处所产生的正压。通过允许有利地执行正压泄漏测试，同时操作真空泵，提供了协同的优点。因此，如果未满足泄漏测试条件，通过打开螺线管阀113，关闭滤罐抽取阀112，自真空泵排出的空气可沿着抽取管路28被引导至进气歧管44。在其他条件下，例如当执行负压泄漏测试时，可以操作真空泵，从而将泵第一出口的真空引导至燃料系统18的滤罐22。因此，指示燃料系统退化，以响应于施加负压后的燃料系统压力变化，其中所述负压产生于电驱动真空泵。

在一个例子中，可以相继执行每个泄漏测试，泄漏测试的顺序基于机会。例如，如果在满足泄漏测试条件时，已经致动真空泵76并且将真空施加至真空消耗装置74，则通过真空泵处所产生的空气加压于燃料系统，在负压泄漏测试之前可以执行正压泄漏测试。作为另一个例子，如果在满足泄漏测试条件时，已致动真空泵76，并且已完成（或者几乎已完成）将真空供应至真空消耗装置74，则通过将来自真空泵的真空施加至燃料系统，在正压泄漏测试之前可以执行负压泄漏测试。

在发动机关闭条件下执行正压泄漏测试之前，将操作真空泵76所排放的空气施加在燃料系统上。具体地，排放气体沿导管32被施加至滤罐22，同时打开滤罐抽取阀112。沿抽取管路28放置的螺线管阀113保持关闭，从而将进气歧管与真空泵所排放的空气隔离开。另外，将真空泵的第一出口沿导管33耦合至燃料系统的螺线管阀116保持关闭，从而将燃料系统与燃料泵处所产生的真空隔离开。因此，如果真空消耗装置（例如，制动助力器）包含不充足的空气，则需要将空气经螺线管阀引入真空泵。例如，一旦排空制动助力器，可打开螺线管阀115，以便空气可从真空消耗装置75进入真空泵的第一入口。这允许在燃料系统上继续施加来自真空泵的正压。在一些实施例中，导管32可包括调节器（未示出），以便调整被施加至燃料箱20的被排出空气的压力，以及止回阀（未示出），从而防止滤罐的燃料蒸汽沿相反方向流动。在正压泄漏测试过程中，滤罐抽取阀112和隔离阀110保持打开，从而允许来自真空泵76的正压经沿导管32和31的滤罐22被施加在燃料箱20上。另外，滤罐通气阀114的滤罐通气螺线管和沿导管33的螺线管116保持关闭。然后，在达到阈值燃料箱正压后，可关闭隔离阀，同时在压力传感器120处监控燃料箱压力下降/排出（bleed-down）。基于应用正压后的下降率和最终稳定的燃料箱压力，可以确定燃料系统泄漏的出现。例如，相应于快于阈值速度的下降速度，可以确定泄漏，并且可以指示燃料系统退化。

为了在发动机关闭条件下执行负压泄漏测试，发动机关闭自然真空（EONV）可被应用于燃料箱。因此，通过关闭滤罐通气阀，在发动机关闭事件（例如，在切断事件）中可以密封燃料系统。因此，在发动机运行过程中，热从发动机排到燃料箱，导致燃料箱温度和压力上升。然后，在发动机关闭条件下，当燃料箱冷却至环境温度条件时，可以降低燃料箱压力（由于理想气体的温度和压力之间的关系），允许在燃料箱上施加真空（“发动机关闭自然真空”）。基于随后的真空上升（bleed-up）速度，可以识别燃料系统泄漏。

可选地，为了在发动机关闭条件下执行负压泄漏测试，可在燃料系统上施加真空泵76处所产生的负压。具体地，可以打开螺线管阀116，以便可以沿导管33从真空泵76的第一出口抽取真空，并且被施加在燃料系统上。在用由真空泵所施加的真空的发动机关闭负压泄漏测试过程中，滤罐抽取阀112保持关闭，隔离阀110保持打开，从而允许来自真空泵的负压经滤罐22被施加在燃料箱20上。同时，可以打开隔离阀113，以便由真空泵76所排放的空气能够被引导至进气歧管44。另外，滤罐通气阀114的滤罐通气螺线管保持关闭。然后，在达到阈值燃料箱负压后，可关闭隔离阀，同时在压力传感器120处监控燃料箱压力上升。基于应用负压后的上升速度（或者真空衰减速度）和最终稳定的燃料箱压力，可以确定燃料系统泄漏的出现。例如，响应于快于阈值速度的真空衰减速度，可以确定泄漏，并且可以指示燃料系统退化。按这种方式，可以机会性地执行每个正压泄漏测试和负压泄漏测试，从而减少仅为了执行泄漏测试而操作真空泵76的需要。

应明白，尽管所示例子示出隔离阀112和113作为不同的阀门沿抽取管路28耦合于进气歧管44和滤罐22之间，但是在可选实施例中，可以组合阀门。在又一个实施例中，分流阀可被放置在导管32和抽取管路28相交处，从而将真空泵排出的空气引导至燃料系统（当在真空泵操作过程中满足正压泄漏测试条件时）或者进气歧管（当在真空泵操作过程中未满足正压泄漏测试时）。

在可选例子中，如果在满足泄漏测试条件时，已通过自然吸入空气操作发动机，则在通过将来自运行发动机的真空施加至燃料系统的正压泄漏测试之前，可以执行负压泄漏测试。此处，在发动机关闭条件下，当操作真空泵时，机会性地执行正压泄漏测试，同时在发动机打开条件下，当发动机自然吸气时，机会性地可执行负压泄漏测试。

尽管图1示出在没有介于中间的阀的情况下，真空泵76沿导管32耦合至燃料系统，应明白在可选实施例中，一个或更多个阀门可沿导管32耦合于真空泵76和滤罐22之间，从而允许选择性地耦合泵和燃料系统。此外，一个或更多个阀门（例如，三通阀）可被耦合至真空泵76，从而能够使泵的第一（真空）出口选择性地耦合至真空消耗装置74或者滤罐22，同样地，能够使泵的第二（排出空气）出口选择性地耦合至滤罐22或者大气。

应明白，基于在压力被用于泄漏测试后是否出现滤罐抽取操作，以及进一步基于所施加的压力的性质，可以各种抽取模式操作燃料系统。例如，如果在正压被用于正压泄漏测试后立即出现抽取操作，则控制器可以第一抽取模式操作燃料系统。此处，控制器可增加抽取的持续时间，从而补偿在泄漏测试中已从滤罐体中被推入燃料箱的燃料蒸汽。如另一个例子，如果在负压被用于负压泄漏测试后立即出现抽取操作，则控制器可以第二抽取模式操作燃料系统。此处，控制器可减少抽取的持续时间，从而补偿在泄漏测试中已从滤罐体中被抽取至发动机进气口的燃料蒸汽。如果紧在抽取之前没有负或负压被施加至燃料箱，则控制器可以第三（例如，缺省）抽取模式操作燃料系统，其中抽取流速度和持续时间基于滤罐负荷和发动机的工况。

返回至图1，车辆系统6可还包括控制系统14。示出控制系统14接收来自多个传感器16（此处示出各种示例性传感器）的信息，并且将控制信号发送至多个致动器81（此处示出各种示例性致动器）。作为一个例子，传感器16可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和压力传感器129。作为另一个例子，在这样的实施例中，其中真空消耗装置74是制动助力器，传感器16可包括耦合至制动踏板150的传感器152。在一些实施例中，传感器可被耦合至真空消耗装置74，用于感测装置的致动和/或装置的真空水平。其他传感器，例如额外的压力、温度、空气/燃料比率和成分传感器可被耦合至车辆系统6中的各种位置。作为另一个例子，致动器可包括燃料喷射器66、隔离阀110、抽取阀112、通气阀114、真空泵76、真空消耗装置74和节流阀62。控制系统14可包括控制器12。控制器可基于被编入其中相应于一个或更多例程的指令或者编码，响应于已处理输入数据，从各种传感器中接收输入数据、处理输入数据和触动致动器。参考图2，本文示出示例性控制例程。

以这种方式，图1所示系统能够使用这样的方法，即指示燃料系统退化，以响应于在施加正压后的燃料系统压力的变化，其中在电驱动真空泵处产生正压。具体地，通过使用相同的真空泵，每个正压和负压通过滤罐被施加至燃料系统的燃料箱。

现在转向图2，示出示例性例程200，其用于在燃料系统上相继地施加正压和负压，以及基于施加正压或负压后的燃料系统压力的变化，识别燃料系统泄漏。

在202处，可以确定发动机是否运行。在一个例子中，如果混合动力车辆按发动机模式操作，其中车辆通过发动机推进，可以运行发动机。如果运行发动机，则在203处，可以确定是否满足发动机打开泄漏测试条件。在一个例子中，如果自最后泄漏测试后，阈值持续时间已过去，可以认为满足发动机打开泄漏测试条件。在确认满足泄漏条件时，在204处，可以执行发动机打开泄漏检测测试。因此，可以打开滤罐抽取阀112和螺线管阀113（而螺线管阀116保持关闭），以便在进气歧管44处产生的真空能够通过滤罐22被施加至燃料箱20。可以施加歧管真空直到到达目标燃料箱压力。然后，可以关闭滤罐抽取阀以便密封系统，以及可以监控真空衰减速度。如果衰减速度高于阈值速度，可以确定系统泄漏。或者，如果衰减速度低于阈值速度，确定无系统泄漏。

如果发动机不运行，例如，如果车辆是电池模式操作，其中车辆通过电池推进，则在206处，可以确定真空消耗装置是否需要真空。也就是，可以确定是否需要致动电驱动真空泵，以便将真空提供至真空消耗装置。在一个例子中，其中真空消耗装置是制动助力器，可以致动电驱动真空泵，以响应于车辆制动应用。

如果需要真空，则在208处，例程包括致动真空泵，从而产生用于操作装置的真空。特别地，真空可以从真空泵的第一出口引导至真空消耗装置。接下来，在210处，可以确定是否满足正压泄漏测试条件。在一个例子中，如果自最后正压泄漏测试后，阈值持续时间已过去，可以认为满足正压泄漏测试条件。作为另一个例子，如果最后执行的泄漏测试是负压泄漏测试，则可以认为满足正压泄漏测试条件。

如果证实是正压泄漏测试条件，则在212处，当操作真空泵，以便将真空施加至真空消耗装置时，电驱动真空泵所排出的空气可被引导至燃料系统。具体地，真空泵的第二、不同出口所排出的空气可被引导至燃料系统，以及经滤罐被施加在燃料箱上，从而加压于燃料系统。以这种方式，电驱动真空泵处所产生的正压可被施加在燃料系统上，并且可被用于指示燃料系统退化。为了将来自真空泵的排气引导至燃料系统，可打开滤罐抽取阀，同时可以关闭将真空泵排气耦合至进气歧管（螺线管阀被放置在滤罐抽取阀和进气歧管之间的抽取管路内）的螺线管阀。另外，可以关闭将真空泵的第一出口耦合至燃料系统的螺线管阀。在一个例子中，可以在一段时间内施加真空泵的正压，直到实现目标燃料箱压力。因此，在226处，可以确定是否已到达目标压力。如果已到达目标压力，可以继续施加正压直到到达目标压力。一旦到达目标压力，在228处，可以中止施加正压。这可包括停用电驱动泵和关闭滤罐抽取阀和滤罐通气阀。另外，在228处，可以监控燃料系统压力。在一个例子中，燃料系统压力是由压力传感器所估算的燃料箱压力，其中压力传感器耦合于燃料系统的燃料箱和滤罐之间。监控燃料系统压力可包括在施加正压后，监控燃料箱压力变化率和/或监控稳定的燃料箱压力。

因此，在隔离燃料系统后，燃料系统压力（此处，燃料箱压力）预计将以定义的速度（基于参考孔尺寸）与大气压力平衡（此处，下降）。如果出现泄漏，被监控燃料箱压力预计将以较快速度下降至大气压力。

因此，在230处，可以确定在施加正压后的燃料箱压力的变化速度，并且将其与阈值速度比较。如果燃料系统压力衰减的速度大于阈值速度（也就是，如果在施加正压后，燃料箱压力的变化速度快于阈值速度），则在232处，可以确定燃料系统退化。在本文所使用的，变化速度可以是绝对燃料箱（正压）压力变化速度。通过设定诊断代码（例如，通过设定故障指示灯），可以指示燃料系统退化。基于燃料系统压力的绝对变化速度和阈值速度之间的差异，可以确定泄漏的孔口尺寸。具体地，随差异的增加，可以指示较大的泄漏孔口尺寸。经比较，如果燃料系统压力衰减的速度小于阈值速度（也就是，如果在施加正压后，燃料箱压力的变化速度慢于阈值速度），可以确定无燃料系统退化（基于正压泄漏测试）。

返回至210，如果未满足正压泄漏测试条件，则在215处，当操作真空泵，以便将真空施加至真空消耗装置时，电驱动真空泵所排出的空气可被引导至进气歧管。为了将排气从真空泵引导至进气歧管，可以关闭滤罐抽取阀，同时可以打开将真空泵排气耦合至进气歧管的螺线管阀。另外，可以关闭将真空泵的第一出口耦合至燃料系统的螺线管阀。接下来，在216处，可以确定是否满足负压泄漏测试条件。在一个例子中，如果自最后负压泄漏测试后，阈值持续时间已过去，可以认为满足负压泄漏测试条件。作为另一个例子，如果最后执行的泄漏测试是正压泄漏测试，则可以认为满足负压泄漏测试条件。如果未满足负压条件，则可结束所述例程。

如果证实是负压泄漏测试条件，则在218处，在将真空提供至真空消耗装置后，可继续操作真空泵，从而将真空施加至燃料系统。具体地，在将真空从真空泵的第一出口引导至真空消耗装置后，可将真空从真空泵的第一出口引导至燃料系统，并且经滤罐将真空施加在燃料箱上，以便（负）加压于燃料系统。为了达到该目的，可以关闭滤罐抽取阀，可以打开将真空泵的第一出口耦合至燃料系统的螺线管阀。另外，可以打开将真空泵的第二出口耦合至进气歧管的螺线管阀，以便在真空泵操作过程中所排放的空气被排至进气歧管。以这种方式，电驱动真空泵处所产生的负压可被施加在燃料系统上，并且可被用于指示燃料系统退化。

返回至206，如果真空消耗装置未要求真空，则所述例程前进至220，从而确定是否满足负压泄漏测试条件。如果证实是负压泄漏测试条件，则在222处，所述例程包括致动电驱动真空泵从而产生真空，并且将所产生的真空从真空泵的第一出口经滤罐引导至燃料系统燃料箱。如上所述，这包括关闭滤罐抽取阀，同时打开螺线管阀，其中螺线管阀将真空泵的第二出口耦合至进气歧管（以便空气能够从真空泵被排至进气歧管），以及螺线管阀将真空泵的第一出口耦合至燃料系统（以便能够在燃料系统上施加来自泵的真空）。根据218或者222，当在真空泵处产生负压并且施加在燃料系统上时，例程前进至226。

在一个例子中，在218和222处，通过真空泵运行执行负压泄漏测试过程中，来自真空泵的负压可施加一段时间直到实现目标燃料箱真空。如上所述，参考正压泄漏测试，在226处，可以确定是否已达到目标压力（例如，目标真空水平）。如果未达到目标压力（例如，目标真空），可继续施加负压直到达到目标压力（例如，目标真空）。一旦达到目标压力，在228处，可以中止施加负压。这可包括停用电驱动泵和关闭螺线管阀，螺线管阀将真空泵的第一出口耦合至燃料系统，同时维持滤罐抽取阀关闭。另外，在228处，可以监控燃料系统压力，其包括在施加负压后，监控燃料箱压力的变化速度和/或监控稳定的燃料箱压力。

因此，在隔离燃料系统后，燃料系统压力（此处，燃料箱压力）可预计将以定义的速度（基于参考孔尺寸）朝向大气压力平衡（此处，上升）。如果出现泄漏，被监控燃料箱压力预计将以较快速度上升至大气压力。

因此，在230处，可以确定在施加负压后的燃料箱压力的变化速度，并且将其与阈值速度比较。如果燃料系统真空衰减的速度大于阈值速度（也就是，如果在施加负压后，燃料箱压力的变化速度快于阈值速度），则在232处，可以确定燃料系统退化。如本文所使用的，变化速度可以是绝对燃料箱（负）压力变化速度。通过设定诊断代码（例如，通过设定故障指示灯），可以指示燃料系统退化。基于燃料系统压力的绝对变化速度和阈值速度之间的差异，可以确定泄漏的孔口尺寸。具体地，随差异的增加，可以指示较大的泄漏孔口尺寸。相比较，如果燃料系统压力衰减的速度小于阈值速度（也就是，如果在施加负压后，燃料箱压力的变化速度慢于阈值速度），可以确定无燃料系统退化（基于负压泄漏测试）。

因此，可能存在这样的状况，即即使存在泄漏，正压或者负压的出现也会掩盖泄漏。因此，在一些实施例中，在正压泄漏测试后，即使未确定燃料系统退化，例程也可前进，以通过执行负压泄漏测试证实无泄漏出现。同样地，在负压泄漏测试后，即使未确定燃料系统退化，例程也可前进，从而通过执行正压泄漏测试证实无泄漏出现。

在一些实施例中，可以预定相继执行正压和负压泄漏测试的顺序。例如，相继地执行泄漏测试的顺序可基于机会。基于机会执行泄漏测试包括在电驱动真空泵操作过程中，按机会执行正压泄漏测试，同时在自然吸气发动机状况中或者在真空泵将真空提供至真空消耗装置后，按机会执行负压泄漏测试。例如，相继地施加在燃料系统上的真空泵处所产生的每个正压和负压可包括在第一状况下（当满足泄漏检测条件时，真空泵经操作将真空提供至真空消耗装置），在经滤罐将负压施加在燃料箱上之前，经滤罐在燃料箱上施加正压（将自泵所排放的空气引导至燃料系统），以及在施加正压或负压后，监控燃料箱压力的变化速度。然后，在第二状况下（其中在满足泄漏检测条件时，真空泵几乎完成将真空供应至真空消耗装置），相继施加包括在经滤罐将正压施加在燃料箱之前，经滤罐在燃料箱上施加负压（通过将来自泵的真空引导至燃料系统），以及在施加正压或负压后，监控燃料箱压力的变化速度。

按这种方式，电驱动真空泵处所产生的每个正压和负压可被相继施加在燃料系统上，基于施加正压或负压后的燃料系统压力的变化速度，能够识别燃料系统退化。在常规泵操作（例如，将真空供应至真空驱动发动机或者车辆致动器）过程中，通过将来自真空泵的空气引导至燃料系统，泵所产生的正压可被机会性地用于正压泄漏测试。这能够使用于燃料系统泄漏检测的真空泵操作（单独）的频率降低。然后，在其他条件下，可以操作真空泵，以便能够使用负压泄漏测试。

现在转向图3，在图300处示出示例性正压和负压泄漏测试，其通过现有的系统真空泵来执行。具体地，在曲线302处提供何时运行泄漏测试的指示，在曲线304处示出真空泵操作，在曲线306处示出施加来自真空泵的正压或负压后的燃料箱（FT）压力的变化。

在t1之前，可以按电池模式运行车辆，同时使用来自能量存储装置，例如电池的能量推进车辆。在t1处，可满足正压（PP）泄漏测试条件，然而，在出现产生和施加正压的机会前可以不开始正压泄漏测试。在t2处，可以致动电驱动真空泵（曲线304），以便将真空供应至真空消耗装置。例如，响应于在t2处启动车辆制动，可致动真空泵，从而将真空供应至真空致动的制动助力器。因此，在t2处，可机会性地开始正压泄漏测试。特别地，尽管真空泵经操作（在持续时间d1中）将真空供应至真空消耗装置，但是由真空泵所排放的空气可经滤罐被施加在燃料箱上，从而加压燃料系统。

当来自真空泵的正压被施加在燃料箱上时，一般燃料箱压力会增加（绘图306）。将来自真空泵的正压施加在燃料箱上一段时间d1（从t2至t3），直到达到阈值压力。然后，在t3后，中止施加正压（例如，通过自真空泵密封燃料系统），以及监控燃料系统压力变化速度，从而确定燃料系统是否退化。在t3和t4之间，监控施加正压后的燃料箱压力变化。在所示例子中，监控燃料箱压力的下降速度（朝向大气压力）。在缺少泄漏的情况下，燃料箱压力可以较慢速度降低（例如，慢于阈值速度），并且稳定在较高压力值（例如，在或者高于参考值），如曲线306所示（实线）。然而，在出现泄漏的情况下，压力可以较快速度降低（例如，快于阈值速度），并且稳定在较低压力值（例如，低于参考值），如曲线307所示（虚线）。响应于检测到泄漏，通过设定诊断代码指示燃料系统退化。

在车辆操作的电池模式的较迟时间，尤其在t15处，可以满足负压（NP）泄漏测试条件。因此，在t5处，可以致动电驱动真空泵（曲线304），以便在燃料系统上施加真空。特别地，操作真空泵一段时间d2，从而经滤罐将真空施加在燃料箱上，从而加压于燃料系统。

当来自真空泵的负压被施加在燃料箱上时，燃料箱压力会逐渐减少（绘图306）。也就是，可以增加燃料箱真空水平（或者负压）。将来自真空泵的正压施加在燃料箱上一段时间d2（从t5至t6），直到达到阈值压力。然后，在时间段d2后，中止施加正压（例如，通过自真空泵密封燃料系统），以及监控燃料系统压力变化速度，从而确定燃料系统是否退化。在t6和t7之间，监控施加负压后的燃料箱/真空变化。在所示例子中，监控燃料箱压力的上升速度（朝向大气压力）。在缺少泄漏的情况下，燃料箱压力可以较慢速度上升（例如，慢于阈值速度），并且稳定在较低压力值（例如，在或者低于参考值），如曲线306所示（实线）。然而，在出现泄漏的情况下，压力可以较快速度上升（例如，快于阈值速度），并且稳定在较高压力值（例如，低于参考值），如曲线309所示（虚线）。响应于检测泄漏，通过设定诊断代码指示燃料系统退化。

在t8处，如在t2处，可以再次致动电驱动真空泵（曲线304），以便将真空供应至真空消耗装置。例如，响应于在t8处启动车辆制动，可致动真空泵，从而将真空供应至真空致动的制动助力器。然而，因为已较早地执行正压泄漏条件，所以真空泵经操作仅将真空提供至真空消耗装置，并且由真空泵所排放的空气不被施加在燃料箱上。也就是，真空泵操作不被用于加压燃料系统，以便确定燃料系统退化。

按这种方式，在第一车辆工况下，电驱动真空泵处所产生的正压被施加在燃料系统上，在第二车辆工况下，电驱动真空泵处所产生的负压被施加在燃料系统上。在第一和第二工况下，可以指示燃料系统退化，以响应于施加压力后的燃料系统压力变化。具体地，在第二工况下，当操作真空泵时，真空从泵的第一出口引导至燃料系统，从而在燃料系统上施加负压，同时从泵的第二、不同出口排放空气，并且将空气引导至进气歧管。经比较，在第一工况下，通过操作真空泵，电驱动真空泵处所产生的正压被施加在燃料系统上，从而将来自真空泵第一出口的真空引导至真空消耗装置，同时将从泵第二、不同出口所排放的空气引导至燃料系统。

在两种状况下，都指示燃料系统退化，以响应于施加正压或负压后的燃料系统压力变化（例如，燃料系统压力的绝对变化速度）高于阈值速度。此外，可以基于燃料系统的绝对变化速度和阈值速度之间的差异，确定泄漏的孔口尺寸。例如，随着差异增加，可以确定较大泄漏（也就是，较大孔口尺寸）。尽管上述例子将燃料系统压力描述了为燃料箱压力，所述压力通过耦合于燃料箱和燃料系统滤罐之间的压力传感器估算，但是在替代实施例中，压力传感器可以位于燃料系统的替代位置。

按这种方式，现有的发动机硬件能够被用于机会性地执行燃料系统泄漏测试。具体地，尽管真空泵经操作将真空提供至发动机系统真空消耗装置，但是从真空泵排放的空气能够机会性地被用于在燃料系统上施加正压，从而执行正压泄漏测试。另外，因为燃料蒸汽不会通过泵，所以减少了与材料不兼容有关的问题。在其他时间，当发动机真空不可用时，相同真空泵还能够被用于将负压施加在燃料系统上，从而执行负压泄漏测试。因此，这不仅减少了对专用正压泵和负压泵的需求，还减少了为了泄漏检测不得不操作真空泵的频率。因此，这提供了组件和成本的降低效益，同时还延长了真空泵的操作寿命。通过在燃料箱上相继地施加正压和负压的每个，通过负压泄漏测试能够识别由施加正压所掩盖的泄漏，而且通过正压泄漏测试能够识别由施加负压所掩盖的泄漏。通过改进泄漏检测，能够改进排气排放。

注意，本文所包括的示例性控制例程能够被用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文所描述的专用程序可表示任何数量的处理策略的一个或更多，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程、等等。因此，所示的各种动作、操作、或功能可按照所示次序、并列执行、或在一些情况下被省略。同样地，不必需要按照本处理顺序实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，其被提供是为了便于解释和说明。根据所使用的特定策略，可重复执行一个或更多所示动作或功能。此外，所述动作可用图形表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储媒体内的代码。

应明白，因为能有各种变体，所以本文所述配置和例行程序实质上是示例性的，并且这些具体的实施例不应被视作具有限制意义。例如，上述技术能够被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。此外，各种系统配置的一个或更多可与一个或更多已描述诊断例程组合使用。本公开的主题事项包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能、和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于发动机的方法，其包含：

响应于施加产生于电驱动真空泵处的正压之后燃料系统压力的变化，指示燃料系统退化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加产生于电驱动真空泵处的正压包括将从电驱动真空泵排出的空气引导至所述燃料系统的滤罐。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电驱动真空泵被耦合至真空消耗装置。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述真空消耗装置是制动助力器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中引导从所述电驱动真空泵排出的空气包括在泵致动过程中引导从所述电驱动真空泵排出的空气，所述电驱动真空泵响应于应用制动而被致动。

6.根据权利要求2所述的方法，还包含响应于施加产生于所述电驱动真空泵处的负压后的燃料系统压力变化，指示燃料系统退化。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述指示包括：响应于在施加所述正压或者负压后所述燃料系统压力的变化比阈值速度快，指示燃料系统退化。

8.一种用于发动机的方法，其包含：

在第一状况下，将产生于电驱动真空泵处的正压施加在燃料系统上；

在第二状况下，将产生于所述电驱动真空泵处的负压施加在所述燃料系统上；以及

在所述第一状况和所述第二状况下，都响应于在施加产生于所述真空泵处的压力之后燃料系统压力的变化，指示燃料系统退化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述第二状况下，施加产生于电驱动真空泵处产生的负压包括运行所述真空泵，以及将真空从所述泵的第一出口引导至所述燃料系统，并且将从所述泵的第二不同出口排出的空气引导至发动机进气歧管。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第一状况下，施加产生于所述电驱动真空泵处的正压包括运行所述真空泵，以及将从所述真空泵的所述第二出口排出的空气引导至所述燃料系统。

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