CN104632471A - 调节燃料箱隔离阀的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了调节和诊断燃料系统的燃料箱隔离阀位置的方法和系统。在一个示例中，方法可以包括经由电脉冲调节燃料箱隔离阀并通过对每个电脉冲计数来追踪FTIV的位置。当在燃料系统中建立真空时，方法可以包括基于产生燃料系统压力来验证FTIV的位置。

Description

调节燃料箱隔离阀的方法和系统
技术领域
本发明涉及调节燃料箱隔离阀的方法和系统。
背景技术
车辆排放控制系统可以配置用于存储来自燃料箱燃料加注和发动机日间运转的燃料蒸汽并且随后在后续的发动机转动期间抽取存储的蒸汽。在混合动力车辆中，较短的发动机运转时间可能导致从车辆排放控制系统不充分地抽取燃料蒸汽。为了解决这个问题，混合动力车辆可以包括燃料箱和排放系统的碳氢化合物滤罐之间的燃料箱隔离阀(FTIV)以限制滤罐中吸收的燃料蒸汽量。在一些示例中，FTIV可以是可以经由短电脉冲在打开和关闭位置之间可调节的双稳态(bi-stable)阀。然而，在使用期间如果没有额外的传感器可能不知道FTIV的位置。所以，在运转期间可能将FTIV调节成与希望位置不同的位置。
美国专利6761154显示了双稳态隔离阀的一种示例方法。其中，电磁驱动的打开/关闭阀显示在燃料箱和燃料滤罐之间的蒸汽通道中。在不同的发动机工况下打开和关闭阀门；然而，没有诊断该阀门位置的方法。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种调节燃料系统的燃料箱隔离阀(FTIV)的方法解决上述问题，该方法包括向FTIV发送电脉冲、对每个电脉冲计数以追踪FTIV的位置以及当在燃料系统中建立真空时验证FTIV的位置。这样，可以诊断FTIV的位置，从而增加后续阈值控制的精度。
例如，当在燃料系统中感应到真空(例如低于真空阈值压力的燃料系统压力)时FTIV必定是关闭的否则不能实现该真空。从而，验证FTIV的位置可以包括当在燃料系统中感应到真空时验证FTIV为关闭。额外地或可替代地，可以响应于燃料箱压力高于阈值压力而验证FTIV为关闭。可以响应于不知道FTIV的位置、自上次诊断FTIV位置起的一段时间和/或在燃料系统中运行泄漏检查程序请求而向燃料系统施加真空。在一个示例中，控制器可以运转蒸汽泄漏检查模块(ELCM)的真空泵以向燃料系统施加真空。如果在向燃料系统施加真空之后没有感应到真空，控制器可以验证FTIV为打开。
在诊断FTIV的位置之后，控制器可以将FTIV调节至希望位置。在一个示例中，将FTIV调节至希望位置包括发送电脉冲以将FTIV从第一位置致动至希望位置。在另一个示例中，将FTIV调节至希望位置可以包括当FTIV已经处于希望位置时不发送电脉冲来致动FTIV。在一些示例中，如果当FTIV应该关闭时验证FTIV是打开的还可以确定FTIV劣化。从而，由于向燃料系统施加真空，可确定FTIV的位置并在后续阀门控制中使用。
根据本发明的一个实施例，FTIV是连接在燃料系统的燃料箱和滤罐之间的双稳态阀。
根据本发明的一方面，提供一种用于发动机燃料系统的方法，包含：追踪燃料箱隔离阀(FTIV)的位置；以及在知道FTIV的位置时的第一状况期间，基于发动机工况从已知位置调节FTIV的位置；以及在不知道FTIV的位置时的第二状况期间，向发动机燃料系统施加真空并基于真空的探测来验证FTIV的位置。
根据本发明的一个实施例，施加真空包括运转位于发动机燃料系统中的蒸汽泄漏检查模块的真空泵。
根据本发明的一个实施例，验证FTIV的位置包括在施加真空之后响应于发动机燃料系统压力小于真空阈值压力而验证FTIV为关闭以及响应于发动机燃料系统压力高于真空阈值压力而验证FTIV为打开。
根据本发明的一个实施例，进一步包含，将FTIV移动至关闭位置之后，响应于打开FTIV的请求而发送电脉冲以将FTIV从关闭位置致动成打开位置；以及响应于关闭FTIV的请求而不发送电脉冲来致动FTIV。
根据本发明的一个实施例，进一步包含在一个或多个燃料加注事件期间或者在燃料箱压力增加到阈值压力以上的抽取事件期间将FTIV调节成打开位置而在泄漏探测程序期间将FTIV调节成关闭位置。
根据本发明的一个实施例，调节FTIV包括发送电脉冲以致动FTIV并且其中追踪FTIV的位置包括计数FTIV致动的数量并在每次致动之后更新已知位置。
根据本发明的另一方面，提供一种燃料系统，包含：发动机；燃料箱；用于存储燃料蒸汽的滤罐；连接在蒸汽管路中在燃料箱和滤罐之间的燃料箱隔离阀(FTIV)，没有任何施加的电流则FTIV保持处于打开或关闭位置；包括参考孔、真空泵和压力传感器的泄漏检查模块；以及控制器，该控制器具有基于燃料系统压力诊断FTIV位置并随后基于诊断的位置和发动机工况调节FTIV的计算机可读指令。
根据本发明的一个实施例，诊断FTIV的位置包括当燃料箱的一个或多个压力增加到阈值压力以上或者减小到真空阈值压力以下时将FTIV的已知位置设置成关闭位置。
根据本发明的一个实施例，计算机可读指令进一步包括的指令用于响应于运转真空泵的请求而调节真空泵以向燃料系统施加真空并且其中响应于从诊断FTIV的位置起经过的第一时间量、从执行泄漏测试起经过的第二时间量或者导致FTIV位置不确定的燃料系统事件中的一者或多者而产生运转真空泵的请求。
应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
附图说明
图1显示车辆的示例燃料系统的示意描述；
图2显示图1中燃料系统的具体实施例；
图3显示用于调节燃料箱隔离阀的方法的流程图；
图4显示用于诊断燃料箱隔离阀的位置的方法的流程图；
图5显示燃料箱隔离阀调节的图表示例。
具体实施方式
下文的描述涉及用于调节和诊断燃料系统(比如图1-2显示的燃料系统)的燃料箱隔离阀(FTIV)位置的系统和方法。FTIV可以位于燃料系统的燃料箱和燃料滤罐之间。此外，FTIV可以是经由控制器发送的短电脉冲在打开和关闭位置致动的双稳态阀。图3显示了基于当前的或已知的阀门位置将FTIV调节至打开或关闭位置的方法。在一些情况下，可能不知道FTIV的当前位置。响应于不知道FTIV位置或者阀门运转的一段时间内或之后，控制器可以调节燃料系统部件并随后验证FTIV的位置。在一个示例中，可以运转真空泵以在燃料系统中产生真空。如果成功地产生真空，可以验证FTIV为关闭。然而，如果产生真空不成功，可以验证FTIV为打开。那么后续的阀门控制可以基于验证的(例如已知的)位置。图4显示了诊断FTIV的位置并且向燃料系统施加真空的方法。在替代实施例中，可以调节额外的或替代的燃料系统部件(比如不同的泵)以在燃料系统中产生真空或者将燃料箱压力增加至阈值压力以上。图5显示了基于发动机工况和真空泵运转的FTIV示例调节。
图1显示了能从发动机系统8和/或车载蓄能装置(比如电池系统52)得到驱动力的混合动力车辆系统6的示意描述。可操作能量转换装置(比如马达/发电机50)以从车辆移动和/或发动机运转中吸收能量，并且然后将吸收的能量转换成适合由能量贮存装置贮存的能量形式。
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包括发动机进气系统23和发动机排气系统25。发动机进气系统23包括通过进气通道42流体连接至发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气系统25包括通向将排气导向大气的排气通道35的排气歧管48。发动机排气系统25可以包括一个或多个安装在紧密连接位置的排放控制装置70。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀氮氧化物(NOx)捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。应理解，如图2进一步详细描述的，发动机中可以包括其它部件，比如多种阀门和传感器。
在一些实施例中，发动机进气23可以进一步包括增压装置，比如压缩器74。压缩器74可以配置用于吸入大气压力的进气并且将它增压到较高的压力。这样，增压装置可以是涡轮增压器的压缩器(其中将增压的空气引入节气门前)或者是机械增压器的压缩器(其中节气门位于增压装置之前)。使用增压的进气，可以执行增压的发动机运转。
发动机系统8可以连接至燃料系统18。燃料系统18可以包括连接至燃料泵系统21和一个或多个(该示例中描述了一个)燃料蒸汽滤罐22的燃料箱20。燃料箱20可以容纳包括一定范围的醇浓度的燃料的多种混合燃料，比如包括E10、E85、汽油等等和其组合的各种汽油-乙醇的混合物。燃料泵系统21可以包括用于对输送至发动机10的喷射器(例如示例喷射器66)的燃料加压的一个或多个泵。虽然仅显示了单个喷射器，可以为每个汽缸提供额外的喷射器。应理解燃料系统18可以是无回流燃料系统、回流燃料系统或各种其它类型的燃料系统。在燃料箱20中产生的蒸汽可在抽取至发动机进气系统23之前通过管道31导向燃料蒸汽滤罐22，下文将进一步进行描述。
燃料蒸汽滤罐22可以填充有适当的吸附剂以在燃料箱燃料加注操作期间暂时地捕集燃料蒸汽(包括汽化的碳氢化合物)以及日间蒸汽。在一个示例中，使用的吸附剂是活性碳。当满足清除条件时(比如当滤罐饱和时)，储存在燃料滤罐(例如燃料蒸汽回收系统)22中的蒸汽可以通过打开滤罐抽取阀112经由抽取管路28抽取至发动机进气23。
滤罐22可以进一步连接至当存储或捕集来自燃料箱20的燃料蒸汽时可以将滤罐22的气体释放至大气的通风27。通风27还可以允许当经由抽取管路28和抽取阀112将存储的燃料蒸汽抽取至发动机进气23时将新鲜空气汲取进滤罐22。在一些示例中，滤罐止回阀116可选地包括在抽取管路28中以防止(增压的)进气歧管压力使气体以相反的方向流进抽取管路。虽然该示例显示通风27与未加热的新鲜空气连通，还可以使用多个变型。图2描述了燃料系统18的详细配置，包括进气和排气中可以包括的多个额外部件。
这样，混合动力车辆系统6可以具有减少的发动机运转时间，因为在一些状况期间通过发动机系统8而在其它状况下通过能量存储装置52或马达50驱动车辆。虽然减少的发动机运转时间减少车辆的总体碳排放，它们还可能导致从车辆的排放控制系统不充分地抽取燃料蒸汽。为了解决这个问题，燃料箱20设置成承受较高的燃料箱压力。例如，燃料箱20可以由在结构上能够承受较高燃料箱压力(比如高于阈值且低于大气压力的燃料箱压力)的材料构建。
此外，燃料箱隔离阀(FTIV)110可以包括在管31中使得燃料箱20经由该阀连接至燃料蒸汽回收系统22的滤罐。隔离阀110可以双稳态电磁阀，其中可以通过调节至该专用电磁阀(未显示)的驱动信号或该专用电磁阀的脉冲宽度来调整该阀的运转。特别地，可以发送短电脉冲至隔离阀110以致动该阀并切换该阀的位置(例如从打开到关闭或者从关闭到打开)。双稳态意思是隔离阀110可以不必具有该阀门为常开或常闭的基准位置。例如，双稳态隔离阀110可能需要两个信号来运转：一个用于打开该阀而一个用于关闭该阀。如果系统电力丢失或者阀变得劣化，可能不会切换至已知位置。从而，如果没有额外的传感器就探测不到隔离阀110的位置。
在一些情况下，隔离阀110可以保持关闭以限制滤罐从燃料箱20吸收的燃料蒸汽量。从而关闭的隔离阀110将燃料加注蒸汽的存储与日间蒸汽的存储隔离。在燃料加注期间打开隔离阀110以允许将燃料加注蒸汽引导至滤罐。在另一个示例中，在选择的抽取状况期间(比如当燃料箱压力高于阈值(例如高于其则燃料箱和其它燃料系统部件可能引起损坏的燃料箱机械压力极限)时)可以将关闭的隔离阀110打开，将燃料蒸汽释放进滤罐并保持燃料箱压力低于压力极限。在泄漏探测程序期间也可以关闭隔离阀110以隔离燃料箱与发动机进气。
一个或多个压力传感器(图2)可以在隔离阀110的上游和/或下游连接至燃料箱以估算燃料箱压力或燃料箱真空水平。一个或多个氧传感器(图2)可以连接至滤罐(例如滤罐的下游)或者设置在发动机进气和/或发动机排气中以提供滤罐负荷(即存储在滤罐中的燃料蒸汽量)的估算。基于滤罐负荷并进一步基于发动机工况(比如发动机转速-负荷状况)，可以确定抽取流率。
可以对燃料系统18间歇地执行泄漏探测程序以确定燃料系统没有劣化和/或诊断隔离阀110的位置。这样，发动机关闭期间可以使用由于发动机停机之后燃料箱温度和压力的变化而产生的发动机关闭的自然真空(EONV)和/或真空泵补偿真空来执行泄漏探测程序(发动机关闭的泄漏测试)。可替代地，当发动机运行时可以通过运转真空泵和/或使用发动机进气歧管真空来执行泄漏探测程序。可以通过与控制器12通信连接的蒸汽泄漏检查模块(ELCM)140执行真空测试。ELCM140可以连接在通风27中滤罐22和大气之间。如图2详细说明的，ELCM140可以包括当执行泄漏测试时用于向燃料系统施加负压的真空泵。ELCM可以进一步包括参考孔(reference orifice)和压力传感器。向燃料系统施加真空之后，可以监视参考孔处的压力变化(例如绝对变化或变化速率)并将其与阈值比较。基于比较，可以诊断燃料系统泄漏。在一些实施例中一个或多个阀门可以设置在排气27和/或抽取管路28中。在泄漏探测程序期间控制器12可以调节一个或多个阀门。
如此处描述的，执行的泄漏测试可以是基于真空的或者负压的泄漏测试。在负压泄漏测试期间，滤罐抽取阀112和隔离阀110可以保持关闭以隔离燃料系统。可以向燃料系统的燃料箱或滤罐侧施加真空直到达到阈值真空水平。基于压力流失(bleed-up)(至大气压)的速率和最终稳定的燃料系统压力，可以确定存在燃料系统泄漏。例如，响应于流失速率比阈值速率快，可以确定泄漏。
车辆系统6可以进一步包括控制系统14。控制系统14显示为从多个传感器(此处描述了其多个示例)16接收信息并交将控制信号发送至多个致动器(此处描述了其多个示例)81。在一个示例中，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和压力传感器129。如图2更详细讨论的，其它传感器(比如额外的压力、温度、空燃比和成分传感器)可以连接至车辆系统6中的多个位置。在另一个示例中，致动器可以包括燃料喷射器66、隔离阀110、抽取阀112、节气门62和ELCM140的真空泵。控制系统14可以包括控制器12。控制器可以从多个传感器接收输入数据、处理这些输入数据并且响应于处理的输入数据基于编程在其中的对应于一个或多个程序的指令或代码触发致动器。本说明书关于图3-4描述了示例控制程序。
图2显示燃料系统18的示例实施例200。这样，之前在图1中介绍的车辆系统部件的标号与图2中的一样并且不再介绍。转向图2的示例实施例200，滤罐22可以通过管31接收来自燃料箱20的燃料蒸汽。在发动机正常运转期间，隔离阀110可以保持关闭以限制从燃料箱20导向滤罐22的日间蒸汽的量。在燃料加注操作以及选择的抽取状况期间，可以暂时打开隔离阀110(例如一段时间)以将燃料蒸汽从燃料箱导向滤罐22。虽然描述的示例显示隔离阀110沿管31设置，在替代实施例中隔离阀可以安装在燃料箱20上。
一个或多个压力传感器可以连接至燃料箱20用于估算燃料箱压力或真空水平。虽然描述的示例显示为压力传感器120连接至燃料箱20，在替代实施例中压力传感器可以连接在燃料箱和隔离阀110之间。在又一些实施例中，第一压力传感器可以设置在隔离阀的上游而第二压力传感器设置在隔离阀的下游以提供该阀两边压力差异的估算。
位于燃料箱20中的燃料水平传感器206可以提供燃料水平(“燃料水平输入”)的指示至控制器12。如描述的，燃料水平传感器206可以包括连接至可变电阻的浮头。可替代地，可以使用其它类型的燃料水平传感器。燃料箱20可以进一步包括用于泵送燃料至喷射器66的燃料泵207。
燃料箱20经由燃料加注管路215接收燃料，该管路作为燃料箱20与外车身上燃料加注门229之间的通道。在燃料箱燃料加注事件期间，可以从外部源通过燃料加注门将燃料泵送进车辆。在燃料加注事件期间，可以打开隔离阀110以允许燃料加注蒸汽导向并存储在滤罐22中。
例如在抽取运转期间，从滤罐22释放的燃料蒸汽可以经由抽取管路28导进发动机进气歧管44。可以通过连接在燃料蒸汽滤罐和发动机进气之间的滤罐抽取阀112调整蒸汽沿抽取管路28的流动。可以通过关联的滤罐抽取电磁阀(未显示)的占空比确定通过滤罐抽取阀释放蒸汽的数量和速率。这样，可以通过车辆的动力传动系统控制模块(PCM)(比如控制器12)响应于例如包括发动机转速-负荷状况、空燃比、滤罐负荷等的发动机工况来确定滤罐抽取电磁阀的占空比。通过指令滤罐抽取阀关闭，控制器可以将燃料蒸汽回收系统密封隔离发动机进气。
抽取管路28可以包括可选的滤罐止回阀116以防止进气歧管压力使气体以与抽取流动相反的方向流动。这样，如果滤罐抽取阀控制的正时不精确或者滤罐抽取阀自身可能通过较高的进气歧管压力强迫打开则止回阀116可以是必须的。可以从连接至进气歧管44并与控制器12通信的歧管绝对压力(MAP)传感器218获得MAP的估算。可替代地，可以从替代的发动机工况(比如通过连接至进气歧管的空气质量流量(MAF)传感器(未显示)测量的MAF)推断MAP。止回阀可以设置在滤罐抽取阀和进气歧管之间或者可以设置在抽取阀之前。
滤罐22可以通过通风27与大气连通。配置用于探测燃料系统200泄漏的蒸汽泄漏检查模块(ELCM)140可以位于通风27中。特别地，ELCM连接在通风27中滤罐22和大气之间。ELCM包括真空泵202。真空泵202可以是通过车载能量存储装置(比如图1中的电池52)驱动的电动运转的真空泵。通过泵汲取的真空可以经由参考孔204传输至燃料系统。在一个示例中，在一个示例中，参考孔的尺寸为0.017英寸。ELCM140进一步包括用于在泄漏探测程序期间一旦施加真空则监视燃料系统压力变化的压力传感器209。然而，应理解，在泄漏探测期间，额外地或可替代地可以通过连接在管31内的燃料系统压力传感器估算燃料系统压力。例如，这可以包连接至燃料箱20的压力传感器、连接在燃料箱20和隔离阀110之间的压力传感器、连接至滤罐22的压力传感器或者连接在滤罐22和隔离阀110之间的压力传感器。
在泄漏探测程序期间，可以运转真空泵202以向燃料系统施加真空。一旦达到阈值真空水平，可以中止真空泵运转并且可以监视参考孔204处的燃料系统压力变化。例如，可以通过压力传感器209监视压力变化。基于压力相对于阈值的变化，可以确定燃料系统泄漏。当通过真空泵202施加真空时，可以关闭(例如通过真空强迫关闭)隔离阀110。这样，在泄漏探测程序期间，控制器可以确定隔离阀110处于已知的关闭位置。在一些示例中，如果探测到泄漏，隔离阀110可能卡住为打开。所以，控制器可以指示隔离阀110劣化。
在其它实施例中，控制器12可以运转真空泵202以向燃料系统施加真空并验证隔离阀110的位置。例如，控制器可以运转真空泵202并且基于是否感应到燃料系统内(例如实际产生的)真空压力而验证隔离阀110的位置。如果感应到(例如燃料系统压力减小到真空阈值压力以下)真空，控制器12可以验证隔离阀110关闭。然而，如果在真空泵202运转期间没有感应到(例如没有建立)真空，控制器12可以确定隔离阀110打开。图4显示了用于验证隔离阀110的位置的方法的更多细节。
图1-2中的系统提供了一种燃料系统，该燃料系统包含发动机、燃料箱、用于存储燃料蒸汽的滤罐、连接在蒸汽管路中在燃料箱和滤罐之间的燃料箱隔离阀(FTIV)(没有施加任何电流则FTIV保持处于打开和关闭位置)以及包括参考孔、真空泵和压力传感器的泄漏检查模块。该燃料系统进一步包括具有基于燃料系统压力诊断FTIV的位置并且随后基于诊断的位置和发动机工况调节FTIV的计算机可读指令的控制器。
在一个示例中，诊断FTIV的位置包括当一个或多个燃料箱压力增加到阈值压力以上或减小到真空阈值压力以下时将FTIV的已知位置设置为关闭位置。计算机可读的指令进一步包括响应于运转真空泵的请求而调节真空泵以向燃料系统施加真空的指令。例如，响应于从诊断FTIV的位置起经过第一时间量、从执行泄漏测试起经过第二时间量或者导致FTIV位置不确定的燃料系统事件中的一者或多者而产生执行泄漏测试的请求。
如上文所述描述的，隔离阀(FTIV)可以是经由电脉冲在打开和关闭之间致动的双稳态阀。没有额外的传感器，可能不知道或不确定隔离阀的位置。从而，如果隔离阀劣化或处于不正确的位置，可能没有发现不正确位置的方法。所以，隔离阀可能不正常运转而减少从燃料箱吸收在滤罐中的燃料蒸汽量。
当在燃料系统感应到真空时或者当燃料箱压力增加到阈值压力以上时，可以验证隔离阀为关闭。如果隔离阀打开，燃料箱中不可能出现真空或较高的压力。在一些情况下可以建立真空或增加的燃料箱压力以诊断隔离阀的位置。
在一个示例中，蒸汽泄漏检查模块(ELCM)(例如图1-2显示的ELCM140)的真空泵可以响应于确定隔离阀的位置的请求和/或执行泄漏测试程序的请求而向燃料系统施加真空。在施加真空期间如果燃料系统压力减小到真空阈值压力(例如建立真空的压力)以下，控制器可以验证隔离阀为关闭。相反，在施加真空期间如果燃料系统压力没有减小到真空阈值压力以下，控制器可以验证隔离阀为打开。随后，在隔离阀位置验证之后，可以按需要致动隔离阀以打开或关闭该阀。如果控制器接收到关闭隔离阀的请求并且该阀已经关闭，那么控制器可以不向隔离阀发送信号来致动该阀。那么，控制器不向隔离阀发送致动信号并且隔离阀保持处于关闭位置。由于致动信号发送至隔离阀，控制器随后可以追踪隔离阀的位置。
在另一个示例中，可以仅使用真空泵向燃料系统施加真空(例如不运行完整的泄漏测试程序)。这样，可以运转真空泵一段时间，这段时间基于达到允许测量燃料系统和/或燃料箱压力并验证隔离阀位置的真空压力阈值所需要的时间量。在又一个其它示例中，额外的或替代的泵或系统部分可以建立可以用于隔离阀位置验证(例如诊断)的真空或增加的燃料箱压力。例如，如果燃料系统关闭(例如FTIV关闭)则增加或减小温度可以导致燃料箱压力增加或减小。从而，在通过系统部件建立真空的期间，控制器可以诊断隔离阀的位置。
这样，发动机方法包含通过向FTIV发送电脉冲调节燃料系统的燃料箱隔离阀(FTIV)、对每个电脉冲计数以追踪FTIV的位置以及当在燃料系统中建立真空时验证FTIV的位置。在一个示例中，验证FTIV的位置包括当在燃料系统中感应到真空时验证FTIV为关闭。在中另一个示例中，方法可以进一步包含响应于燃料箱压力高于阈值压力而验证FTIV为关闭。
方法进一步包含响应于不知道FTIV的位置、从上次FTIV位置诊断起的一段时间或运行泄漏探测程序的请求中的一者或多者而向燃料系统施加真空。在一个示例中，向燃料系统施加真空包括运转连接至燃料系统的滤罐的通风的真空泵。此外，验证FTIV的位置包括响应于FTIV的预期位置是打开位置并且在施加真空之后没有感应到真空而验证FTIV为打开。额外地，方法包含响应于当FTIV的预期位置是关闭位置时验证FTIV是打开的而发送电脉冲以致动FTIV。方法可以包含发送电脉冲之后向燃料系统重新施加真空并且如果在重新施加真空之后没有感应到真空则指示FTIV的劣化。例如，可以基于劣化的指示而设置诊断代码，比如存储在非瞬态存储器中并且可以通过外部控制器读取的代码，特别地该代码验证FTIV的劣化。此外，如此处描述的，可以响应于劣化的指示而经由车辆的控制系统采取默认措施，包括关闭一个或多个阀门并且(比如经由指示器灯、车辆消息中心的消息等)向驾驶员产生已经设置诊断代码的指示。
调节FTIV包括发送一个电脉冲以将FTIV从第一位置致动到希望位置。在一个示例中，方法包括当FTIV已经处于希望位置时不发送一个电脉冲来致动FTIV。此外，FTIV可以是连接在燃料系统的燃料箱和滤罐之间的双稳态阀。
现在转向图3，显示了用于调节燃料箱隔离阀(FTIV)(比如图1-2中显示的FTIV110)的方法300。如上文描述的，FTIV可以是通过从控制器发送的短电脉冲在打开和关闭位置之间致动的双稳态阀。通过每次致动，FTIV从关闭切换到打开位置或者从打开切换到关闭位置。用于执行方法300的指令可以存储在控制器(比如图1-2中显示的控制器12)的存储器中并且通过该控制器执行。
方法300在301处通过估算和/或测量发动机工况而开始。发动机工况可以包括发动机转速和负荷、燃料箱压力、燃料系统压力、发动机温度和压力等。在302处，方法包括对发送至FTIV的电脉冲计数以追踪FTIV的位置。如上文描述的，发送至FTIV的一个电脉冲可以改变FTIV的位置。如果控制器知道FTIV的起始位置(例如如图4所示在验证FTIV的位置之后)，控制器可以对每个后续脉冲计数并在控制器的存储器中更新已知的(或当前的)阀门位置。即，控制器可以计数并追踪FTIV的致动数量以追踪FTIV的当前位置。
在303处，方法包括确定燃料箱压力是否高于阈值压力或者燃料系统压力(或燃料箱压力)是否低于真空阈值压力。例如，真空阈值压力可以指示向燃料系统施加真空。如果满足303处的压力条件中的一者，方法继续至305以验证FTIV的位置，如图4显示的(下文进一步描述)。在一个示例中，如果燃料系统中存在真空状况或者燃料箱压力高于阈值压力，可以确定FTIV关闭。阈值压力可以是仅在FTIV关闭时可以获得的燃料箱压力。
如果303处的压力条件都不满足，方法继续至304处。在304处，方法包括确定是否知道FTIV的位置(例如打开或关闭)。在一个示例中，运行泄漏测试程序和/或向燃料系统施加真空期间，控制器可以验证FTIV的位置(如图4所示)。所以，确定燃料系统中的真空状况或较高的燃料箱压力之后可以知道FTIV的位置此外，如302处讨论的，控制器可以从已知的(例如验证的)位置追踪FTIV的致动并追踪FTIV的位置。然而，在阀门运转期间，控制器可能失去追踪FTIV的位置或者燃料系统中可能出现故障导致不知道FTIV的位置。
如果通过控制系统不知道FTIV的位置(例如FTIV处于未知位置)，方法继续至306处以调节燃料系统部件并向燃料系统施加真空。所以，可以基于产生的燃料系统压力验证FTIV的位置。图4显示了用于验证FTIV的位置的方法，将在下文进一步讨论。
可替代地，在304处，如果已知FTIV的位置，方法继续至308以确定已知位置是否处于关闭位置。如果已知位置是关闭位置，在310处控制器确定FTIV是关闭的。在312处，方法包括确定是否存在打开FTIV的请求。如果存在打开FTIV的请求，控制器向FTIV发送电脉冲以将FTIV从关闭位置致动为打开位置。这样，电脉冲使FTIV从关闭位置切换到打开位置。在一个示例中，可以响应于燃料加注事件(例如图2中显示的在燃料箱经由燃料加注管路215的燃料加注期间)而产生打开FTIV的请求。在另一个示例中，可以响应于当燃料箱压力增加到阈值压力以上时的抽取条件而产生打开FTIV的请求。
可替代地，在312处如果不存在打开FTIV的请求，在316处控制器不向FTIV发送脉冲并且FTIV保持关闭位置。在一个示例中，控制器可以接收关闭FTIV的请求。然而，由于FTIV已经关闭，控制器不发送电脉冲至阀门(因为这会导致阀门打开)。此外，如果不存在打开或关闭FTIV的请求，在316处控制器通过不发送脉冲致动阀门而保持FTIV关闭。
返回至308，如果FTIV不处于关闭位置，在318处方法确定阀门打开。在320处，方法包括确定是否存在关闭FTIV的请求。在一个示例中，可以响应于执行泄漏探测程序而产生关闭FTIV的请求。在另一个示例中，可以在燃料加注事件或抽取事件之后产生关闭FTIV的请求。如果存在关闭FTIV的请求，控制器向FTIV发送电脉冲以将FTIV从打开位置致动为关闭位置。然而，如果不存在关闭FTIV的请求，在324处控制器不向FTIV发送电脉冲，从而保持FTIV打开。在一个示例中，如果控制器接收到打开FTIV的请求，控制器不发送电脉冲来致动FTIV(因为这会导致FTIV关闭)。在另一个示例中，如果控制器没有接收到打开或关闭FTIV的请求，控制器通过不发送电脉冲来致动FTIV而保持FTIV打开。
在一些实施例中，一旦发送脉冲以致动(例如启用)FTIV在314处打开或在322处关闭，控制器可以分别将已知位置更新为打开或关闭。这样，在FTIV运转期间控制器可以在控制器的存储器中持续地更新FTIV的已知位置。
图4显示用于诊断FTIV的位置的方法400。特别地，方法400显示了基于燃料箱压力和/或真空确定FTIV是处于关闭还是打开位置。在一个示例中，可以通过真空泵在燃料系统中建立真空。在施加真空期间测量的燃料系统压力可以验证FTIV的位置和/或确定FTIV是否劣化。
方法在402处通过估算和/或测量发动机工况而开始。发动机工况可以包括发动机转速和负荷、发动机温度、燃料箱压力、燃料系统压力、燃料系统压力变化、FTIV的位置等。在404处，方法包括确定燃料箱压力是否高于阈值压力和/或燃料系统压力是否小于真空阈值压力。例如，真空阈值压力可以指示向燃料系统施加真空。如果满足404处的压力条件中的一者，方法继续至406处以确定FTIV是关闭的并且将FTIV的已知位置设置为关闭位置。如图3所示，正常的FTIV运转可以继续。当向燃料系统施加真空时，仅在FTIV关闭时可以获得产生的真空压力。否则，如果FTIV打开，测量的燃料系统压力不小于真空阈值压力。这样，在真空或较高的燃料箱压力状况期间，控制器可以确定FTIV处于关闭位置。如图3所示，该已知位置随后可以用于将FTIV调节成请求的(例如希望的)位置。
然而，如果不存在向燃料系统施加的真空或较高的燃料箱压力，方法继续至408处以确定是否存在燃料箱劣化。例如，如果燃料箱的部件劣化，控制器可以产生诊断代码。如果存在故障或诊断代码，控制器可能不能探测并探测FTIV的位置。所以，在410处方法等待故障或代码清除(例如解决)并返回。然而，如果不存在燃料箱的代码或劣化，方法继续至412以确定是否存在运转真空泵的请求。在替代的实施例中，方法在412处可以包括确定是否存在通过其它方式(例如通过替代的泵或燃料系统部件)向燃料系统施加真空的请求或者是否存使用燃料系统部件(比如泵或阀门)将燃料箱压力增加到阈值压力以上的请求。
真空泵运转的进入条件可以包括多个发动机和/或燃料系统工况和参数。在一个示例中，用于真空泵运转的进入条件可以包括从之前的泄漏测试程序起的时间量。例如，可以设置计划来执行泄漏测试，例如可以在自上次泄漏测试起车辆行驶特定的里程数之后或者自上次泄漏测试起经过的特定时间段之后执行泄漏探测。如上文讨论的，运行泄漏测试程序包括运转真空泵。在另一个示例中，用于真空泵运转的进入条件可以包括自诊断FTIV的位置起的时间量。可替代地或额外地，可以在导致FTIV位置不确定的燃料系统或发动机事件发生之后执行真空泵运转。在又一个示例中，当启动或关闭车辆时或指令FTIV进入关闭位置的事件之后如果请求验证位置则可以发生真空泵运转。所以，控制器可能不知道FTIV是打开的还是关闭的。
如果不存在运转真空泵的请求，方法继续至414处以不运转真空泵并且如图3所示替代地使用FTIV的上次已知的位置来调节FTIV。然而，如果存在运转真空泵(或者运行泄漏测试)的请求，方法继续至416处以向燃料系统施加真空。如上文描述的，向燃料系统施加真空可以包括运转位于燃料系统中的蒸汽泄漏检查模块(ELCM)(比如图1-2显示的ELCM40)的真空泵。方法在416处可以包括运转真空泵(或者可替代的燃料系统部件)一段时间。这段时间可以基于燃料系统压力减小到真空阈值压力以下并允许控制器验证FTIV为关闭所需要的时间量。在418处，方法包括确定是否感应到真空压力。在一个示例中，燃料系统中的压力传感器可以感应燃料系统压力。如果探测到真空压力，FTIV是关闭的。所以，在406处控制器可以将FTIV的已知位置设置成关闭。然而，如果没有探测到真空(例如燃料系统压力没有减小至真空阈值压力或该压力以下)，方法继续至419以确定FTIV是打开的。在一些实施例中，方法400可以在419处结束并且随后继续FTIV运转。
然而，在替代实施例中，如图4所示，方法继续以确定FTIV是否卡住而打开并且劣化。例如，如果FTIV的预期位置是(基于阀门位置追踪确定的)关闭位置，方法可以继续至420以确定是否FTIV劣化和/或重设该阀的已知位置。在420处方法包括确定FTIV打开探测是否是第一次探测。如果探测是第一次探测，在422处控制器向FTIV发送电脉冲以致动该阀。如果该阀卡住而打开则致动FTIV可以帮助松开(unstick)该阀。方法返回至416以再次施加真空。如果FTIV打开探测不是第一次探测(例如控制器已经尝试经由致动而松开该阀)，方法继续至424处以确定FTIV是劣化的(并且可能卡在打开位置)。方法在424处可以包括通知车辆驾驶员该劣化。
方法400包括通过ELCM向燃料系统施加真空以诊断FTIV的位置。特别地，通过ELCM的真空泵向燃料系统施加真空并且随后经由测量燃料系统压力来探测真空可以指示FTIV是关闭的。运转真空泵并验证FTIV位置之后，可以知道FTIV的位置并在控制器的存储器中更新并在基于发动机工况需要的后续FTIV调节中使用。然而，在替代实施例中，方法400可以包括调节可替代的燃料系统部件在燃料箱中建立可以用于验证FTIV位置的真空或较高压力。例如，额外的或替代的泵可以设置在燃料系统中并且在燃料箱中建立增加的压力。
图5显示由燃料系统压力变化带来的FTIV调节的图表示例。具体地，图500显示了曲线502处的FTIV位置变化、504处的燃料箱压力变化、曲线506处的真空泵运转的变化、曲线508处的燃料系统压力变化。如上文描述的，在一个示例中，真空泵可以是位于燃料系统中的蒸汽泄漏检查模块(ELCM)的一部分。运转真空泵可以建立真空，从而导致燃料系统压力减小并指示FTIV是关闭的。在其它实施例中，替代的或额外的燃料系统部件可以用于向燃料系统施加真空或者将燃料箱压力增加到阈值压力以上是，从而允许诊断FTIV的位置。
在时间t1之前，可以打开FTIV。在时间t1处，可能满足用于运转真空泵的进入条件。所以，控制器可以运转真空泵(曲线506)。然而，时间t1之后，燃料系统压力可能没有减小到真空阈值压力T1以下(曲线508)。所以，控制器可以指示FTIV是打开的。然而，FTIV的预期位置可以是关闭位置。从而，控制器可以致动FTIV以松开或者重设该阀的位置。响应于致动，FTIV可以在时间t1和时间t2之间关闭。致动FTIV之后，控制器可以继续运转真空泵以验证FTIV关闭。在一些实施例中，控制器可以响应于从上次确定FTIV的位置起经过一段时间而在时间t1处运转真空泵。在另一个示例中，可以响应于不知道FTIV的位置而在时间t1处启动真空泵。
在时间t2处(在验证FTIV为关闭之后)关闭真空泵。在时间t3处，控制器可以响应于发动机工况而向FTIV发送电脉冲以打开FTIV(曲线502)。在一个示例中，控制器可以在燃料加注事件期间将FTIV致动为打开。在时间t4处，控制器可以(例如响应于燃料加注事件结束)通过发送电脉冲至FTIV而致动FTIV以关闭。
在时间t6处，控制器可以接收运转真空泵的请求。所以，在时间t6处控制器可以启用真空泵(曲线506)。所以，燃料系统压力减小到真空阈值压力T1以下(曲线508)。从而，验证了FTIV处于关闭位置。运行一段时间之后在时间t7处关闭真空泵。如上文描述的，该段时间可以足够长以使燃料系统压力减小到真空阈值压力T1以下并验证FTIV为关闭。如图5所示，用于发动机燃料系统的方法可以包括追踪燃料箱隔离阀(FTIV)的位置。在知道FTIV位置时的第一状况期间(显示为时间t3和t4处)，方法可以包括基于发动机工况从已知位置调节FTIV的位置。在不知道FTIV位置时的第二状况期间(显示在时间t1和时间t6处)，方法可以包括向燃料系统施加真空并基于真空的探测来验证FTIV的位置。
在一个示例中，施加真空包括运转位于燃料系统中的蒸汽泄漏检查模块的真空泵。在一个示例中，验证FTIV的位置包括在施加真空之后响应于燃料系统压力小于真空阈值压力而验证FTIV为关闭(如时间t6之后显示的)，并且响应于燃料系统压力高于真空阈值压力而验证FTIV为打开(如时间t1之后显示的)。如时间t3处显示的，FTIV移动至关闭位置之后，方法可以包括响应于打开FTIV的请求而发送电脉冲以将FTIV从关闭位置致动为打开位置。在另一个示例中，FTIV移动至关闭位置之后，方法可以包括响应于关闭FTIV的请求而不发送电脉冲致动FTIV。
方法可以包括在一个或多个燃料加注事件期间或者在燃料箱压力增加到阈值压力以上的抽取事件期间将FTIV调节成打开位置而在泄漏探测程序期间将FTIV调节成关闭位置。在一个示例中，调节FTIV包括发送电脉冲以致动FTIV而追踪FTIV的位置包括计算FTIV致动的数量并在每次致动之后更新知道的位置。
这样，可以诊断燃料箱隔离阀(FTIV)的位置。特别地，可以通过向燃料系统施加真空或者将燃料箱压力增加到阈值压力以上来确认双稳态FTIV的位置。真空和/或阈值压力可以是仅可以在FTIV关闭是获得的压力，从而在这些压力状况期间验证FTIV的关闭位置。从而，当向燃料系统施加真空或者燃料箱压力增加到阈值压力以上时，可以确定FTIV的位置是关闭。随后在后续的FTIV调节中控制器可以使用该已知的关闭位置。在一个示例中，在泄漏测试程序期间可以通过蒸汽泄漏检查模块(ELCM)的真空泵建立真空。这样，通过调节燃料系统部件并基于产生的燃料系统压力来验证FTIV的位置实现了技术效果，从而增加后续FTIV控制的精度。
在另一个实施例中，向燃料系统施加真空(或将燃料箱压力增加到阈值压力以上)可以迫使FTIV关闭。所以，运转真空泵和/或运行使用真空泵在燃料系统中建立真空的泄漏探测程序之后可以确定FTIV的位置为关闭。例如，发动机方法可以包括调节燃料系统部件以将燃料箱隔离阀(FTIV)移动至已知位置。方法进一步包含在后续的发动机运转期间，将其移动至已知位置之后将FTIV调节至希望的位置。在一个示例中，已知位置是关闭位置。此外，在FTIV移动至已知位置之后将FTIV调节至希望的位置可以进一步包括基于FTIV处于已知位置并基于将FTIV移动至新位置的请求来调节FTIV，新位置不同于已知位置。方法可以进一步包含当一个或多个燃料箱压力增加到阈值压力以上或减小到真空阈值压力以下时FTIV的已知位置设置为关闭位置。在一个示例中，FTIV是连接在燃料系统的燃料箱和滤罐之间的双稳态阀。
在一个示例中，将FTIV调节至希望的位置包括发送电脉冲以将FTIV从第一位置致动至希望的位置。在另一个示例中，方法进一步包括当FTIV已经处于希望的位置时不发送电脉冲来致动FTIV。方法可以进一步包括将FTIV移动至已知位置之后追踪FTIV致动的数量并在每次致动之后更新已知位置。
在一个示例中，调节燃料系统部件包括运转真空泵以向燃料系统施加真空，真空泵连接至燃料系统的滤罐的通风。方法可以进一步包括向燃料系统施加真空之后关闭真空泵并监视燃料系统压力相对于阈值的变化。此外，方法可以包括当燃料系统压力变化高于阈值时指示FTIV的劣化。
注意本说明书中包括的示例控制和估算程序可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本说明书公开的控制方法和程序可以存储为非瞬态存储器中的可执行指令。本说明书中描述的具体程序代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所描述的多个动作、操作和/或功能可以描述的序列、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本发明中示例实施例所描述的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个描述的步骤动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以形象地代表编程进发动机控制系统中计算机可读存储器媒介的非瞬态存储器中的代码。
应理解本说明书公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不应当认为是限制，因为可以有多种变型。例如，上述技术可以应用到V6、直4、直6、V12、对置4缸或其它类型的发动机。本公开的主题包括本说明书中公开的多种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的新颖的和非显而易见的所有组合和子组合。
权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不要求也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。

Claims (10)

1.一种发动机方法，包含：
通过向燃料箱隔离阀(FTIV)发送电脉冲来调节燃料系统的所述FTIV；
对每个所述电脉冲计数以追踪所述FTIV的位置；以及
当在所述燃料系统中建立真空时验证所述FTIV的所述位置。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含产生所述验证位置的指示，其中验证所述FTIV的所述位置包括当感应到所述燃料系统中的真空时验证FTIV为关闭，所述方法进一步包含响应于所述验证位置的指示而采取默认措施。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于燃料箱压力高于阈值压力而验证所述FTIV为关闭。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于不知道所述FTIV的所述位置、从上次FTIV位置诊断起的一段时间或者运转泄漏探测程序的请求中的一者或多者而向所述燃料系统施加真空。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，向所述燃料系统施加真空包括运转连接至所述燃料系统的滤罐的通风的真空泵。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，验证所述FTIV的所述位置包括响应于所述FTIV的预期位置是打开位置并且在施加所述真空后没有感应到真空而验证FTIV为打开。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包含响应于当所述FTIV的所述预期位置是关闭位置时验证FTIV为打开而发送电脉冲以致动所述FTIV。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包含发送所述电脉冲之后向所述燃料系统重新施加真空并且如果在重新施加所述真空之后没有感应到真空则指示所述FTIV的劣化。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于调节所述FTIV包括发送一个所述电脉冲以将所述FTIV从第一位置致动到希望位置。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包含当所述FTIV已经处于所述希望位置时不发送一个所述电脉冲来致动所述FTIV。
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