CN114483348A - 用于诊断燃料系统劣化的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“用于诊断燃料系统劣化的方法和系统”。提供了用于诊断燃料系统中的泄漏的方法和系统。在一个示例中,一种方法可以包括:在燃料补给期间监测燃料系统的车辆燃料箱中的燃料水平,并基于受监测燃料水平来指示车辆燃料箱和/或联接到车辆燃料箱的波纹管的劣化。在一些示例中,指示劣化还可以基于在燃料补给期间供应到车辆燃料箱的燃料速率和/或车辆燃料经济性。通过这种方式,可以用燃料系统中的最少专用部件被动地确定车辆燃料箱和波纹管的劣化。
Description
技术领域
本说明书总体上涉及用于诊断燃料系统中的劣化并且具体地涉及用于检测燃料箱和/或包括在其中的波纹管中的泄漏的方法和系统。
背景技术
诸如插电式混合动力电动车辆(PHEV)的车辆可以包括燃料系统,其中燃料箱可以流体地联接到燃料蒸气滤罐以用于存储、过滤和排放来自燃料箱的燃料蒸气。燃料箱可以经由燃料箱隔离阀(FTIV)的致动与燃料蒸气滤罐隔离,使得仅来自选定事件的燃料蒸气可以存在于给定体积(例如,燃料箱或燃料蒸气滤罐)中。例如,燃料箱可以捕集日间燃料蒸气(即,来自日间温度循环的燃料蒸气)和“运行损失”燃料蒸气(即,来自在车辆操作期间汽化的燃料),并且燃料蒸气滤罐可以吸附减压燃料蒸气(即,从燃料箱中减压以防止过压的燃料蒸气)和燃料补给燃料蒸气(即,在燃料箱再填充期间转移的燃料蒸气)。此外,当由于车辆的进气歧管或燃料箱中的相对较低的压力而产生压力梯度时,可以被动地从燃料蒸气滤罐中抽取燃料蒸气。
此类燃料系统有时被称为非集成式燃料补给滤罐专用系统(non-integratedrefueling canister-only system,NIRCOS)。为了在不同的车辆操作模式期间控制燃料蒸气的各种排放和流动路径,可以启用复杂阀和锁定系统(包括FTIV)的致动,使得NIRCOS中没有单个体积被过量的燃料蒸气压力淹没,并且小心地排出任何此类过量的燃料蒸气压力。为了确保极端燃料蒸气压力场景(例如,过量的燃料蒸气压力或过量的真空)下的部件可靠性,燃料系统的部件可以被特别地加强。例如,燃料箱可以由重型钢构成,并且可以包括支撑燃料箱的相对壁的多个支座。为了进一步缓解部件劣化,燃料箱和/或燃料蒸气滤罐的减压或排放可以在几秒到几分钟的时间范围内执行(例如,取决于环境状况)。特别长时间的减压/排放可能导致操作员受挫或困惑,因为在打开通向大气的燃料补给入口之前必须排出过量的燃料蒸气压力。
减少燃料箱减压时间的其他尝试包括构造与周围环境平衡的燃料系统部件(例如,一个或多个燃料系统部件可以维持在接近大气压力)。Siddiqui在美国专利号8,074,627中、Neou在美国专利号4,880,135中以及Moulis等人在美国专利号6,681,789中示出了示例性方法。Siddiqui、Neou和Moulis等人中的每个人提出用可膨胀气囊或波纹管系统来维持燃料箱压力,由此可以从燃料箱中排出过量的燃料或过量的燃料蒸气,使得可以控制燃料箱压力。
然而,本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。例如,实施燃料箱波纹管以维持可接受的燃料蒸气压力可以允许通过减少部件的总数来简化燃料系统,因为可以省略通常被设置用于控制过量燃料蒸气压力的许多阀和通风管线。此外,在极端燃料蒸气压力较小的情况下,可以用于构造燃料箱的选项数量增加(例如,可能选择不太稳健的材料来形成燃料箱,可能使用较少的支座或不使用支座等)。然而,通过移除燃料系统的被设计成确保其部件继续按预期操作的那些方面,任何故障部件都可能证明对燃料系统的整体可靠性特别有害。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过一种方法来解决,所述方法包括在发起对车辆燃料箱燃料补给时,通过完成所述燃料补给来监测所述车辆燃料箱中的燃料水平,以及基于所述受监测燃料水平来指示联接到所述燃料箱的波纹管的劣化。通过这种方式,可以被动地监测波纹管的劣化状态,而无需额外的传感器和车辆中已经提供的其他专用部件。
作为一个示例,所述方法可以在控制器的非暂时性存储器上实施,所述控制器被配置为从车辆燃料箱中的燃料水平传感器接收指示燃料水平的反馈。控制器还可以从例如外部燃料泵接收指示在燃料补给期间供应燃料速率的信号。可以将受监测燃料水平与基于供应燃料速率预期的燃料水平进行比较。受监测燃料水平与预期燃料水平的偏差可以指示波纹管或车辆燃料箱中的泄漏。在一些示例中,泄漏的位置和/或尺寸可以基于偏差的特定方面(例如,何时以及以何种速率出现表观燃料损失可以指示波纹管中的泄漏是少量还是大量,以及泄漏是在波纹管的侧面还是基部中)以及在燃料补给之后确定的燃料经济性(例如,差的燃料经济性可以指示最初看起来在波纹管中的泄漏实际上在车辆燃料箱中)来推断。响应于识别出泄漏,可以通知车辆操作员和/或可以更改一个或多个发动机操作参数以主动地维持车辆燃料箱的燃料蒸气压力。通过这种方式,所述方法可以有效地识别、定位和解决车辆燃料箱和波纹管两者中的泄漏,由此确保包括车辆燃料箱和波纹管的车辆燃料系统按预期和期望起作用。
应当理解,提供以上发明内容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。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了示出示例性车辆系统的高级框图。
图2示出了图1的示例性车辆系统的一部分的示意图,所述示例性车辆系统的所述部分包括燃料系统。
图3示出了用于诊断燃料系统(诸如图2的燃料系统)的燃料箱或包括在燃料箱中的波纹管的方法的流程图。
图4A和图4B示出了用于确定燃料系统的劣化状态的方法的流程图。
图5示出了处于具体是其中波纹管未劣化的第一示例性劣化状态的燃料系统的波纹管的示意图。
图6示出了处于具体是其中波纹管的侧面破裂的第二示例性劣化状态的燃料系统的波纹管的示意图。
图7示出了处于具体是其中波纹管的基部破裂的第三示例性劣化状态的燃料系统的波纹管的示意图。
图8示出了示出在示例性燃料补给事件之前、期间和之后五个示例性燃料箱的燃料水平的曲线图。
具体实施方式
以下描述涉及用于诊断联接到发动机的燃料系统(诸如包括在图1和图2的车辆系统中的燃料系统和发动机)的部件的劣化的方法和系统。可以在车辆系统中所包括的控制器处实施控制程序,所述控制器被配置为向车辆操作员通知劣化的燃料系统并调整一个或多个发动机操作参数以缓解劣化的燃料系统的有害影响。例如,控制程序可以包括在图3至图4B中描绘的用于诊断燃料系统的燃料箱或包括在燃料箱中的波纹管中的泄漏的方法。可以基于燃料箱的燃料水平和在燃料补给事件期间供应到燃料箱的燃料的量/速率以及燃料补给事件之后的燃料经济性中的每一者来确定诊断。作为示例,图5至图7示意性地描绘了处于各种劣化状态的波纹管。此外,图8的曲线图包括在燃料补给事件之前、期间和之后相应的劣化状态下波纹管的五个示例性加燃料曲线。
现在参考图1,示出了描绘示例性车辆推进系统101的高级框图100。车辆推进系统101包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为非限制性示例,发动机110包括内燃发动机,并且马达120包括电动马达。马达120可以被配置为利用或消耗与发动机110不同的能量源。例如,发动机110可以消耗液体燃料(例如,汽油)来产生发动机输出,而马达120可以消耗电能来产生马达输出。在这样的示例中,具有车辆推进系统101的车辆可以称为混合动力电动车辆(HEV)。
车辆推进系统101可根据车辆推进系统所遇到的工况来利用多种不同的操作模式。这些模式中的一些可以使得发动机110能够维持在关闭状态(例如,设定为停用状态),其中发动机处的燃料燃烧停止。例如,在选择工况下,马达120可以(如箭头122所指示)经由一个或多个驱动轮130推进车辆,而发动机110则被停用。
在其他工况期间,发动机110可以被设置为停用状态(如上所述),而马达120可以操作以对能量存储装置150进行充电。例如,马达120可以从一个或多个驱动轮130接收车轮扭矩(如箭头122所指示),其中马达可以将车辆的动能转换成电能以存储在能量存储装置150处(如箭头124所指示)。这种操作可以被称为车辆的再生制动。因此,在一些示例中,马达120能提供发电机功能。然而,在其他示例中,发电机160可替代地从一个或多个驱动轮130接收车轮扭矩,其中发电机可将车辆的动能转换成电能以存储在能量存储装置150处(如箭头162所指示)。
在再其他工况期间,发动机110可通过燃烧从燃料系统140接收的燃料来操作(如箭头142所指示)。例如,在马达120停用时,发动机110可以操作以经由一个或多个驱动轮130来推进车辆(如箭头112所指示)。在其他工况期间,发动机110和马达120两者可以各自操作以经由一个或多个驱动轮130来推进车辆(分别如箭头112和122所指示)。其中发动机110和马达120两者可以选择性地推进车辆的配置可被称为并联型车辆推进系统。应注意,在一些示例中,马达120可经由第一组驱动轮推进车辆,并且发动机110可经由第二组驱动轮推进车辆。
在其他示例中,车辆推进系统101可以被配置为串联型车辆推进系统,由此发动机110并不直接推进一个或多个驱动轮130。而是,可以操作发动机110以对马达120供电,所述马达继而可以经由一个或多个驱动轮130推进车辆(如箭头122所指示)。例如,在选择工况期间,发动机110可以驱动发电机160(如箭头116所指示),所述发电机进而可以向马达120(如箭头114所指示)和能量存储装置150(如箭头162所指示)中的一者或多者供应电能。作为另一个示例,发动机110可操作以驱动马达120,所述马达进而可提供发电机功能以将发动机输出转换成电能,其中电能可存储在能量存储装置150处以供马达120以后使用。
燃料系统140可以包括用于在车辆上存储燃料的一个或多个燃料箱144。例如,燃料箱144可以存储一种或多种液体燃料,所述液体燃料包括但不限于汽油、柴油和醇类燃料。在一些示例中,燃料可作为两种或更多种不同燃料的共混物存储在车辆上。例如,燃料箱144可以被配置为存储汽油和乙醇的共混物(例如,E10、E85等)或汽油和甲醇的共混物(例如,M10、M85等),由此这些燃料或燃料共混物可以被输送到发动机110(如箭头142所指示)。再一些合适的燃料或燃料共混物可供应到发动机110,其中它们可在发动机110处燃烧以产生发动机输出。发动机输出可用于推进车辆(例如,如箭头112所指示,经由一个或多个驱动轮130)或者经由马达120或发电机160对能量存储装置150进行再充电。
在一些示例中,能量存储装置150可以被配置为存储电能,所述电能可供应到驻留在车辆上的其他电负载(除了马达120之外),包括车厢供暖和空调系统、发动机起动系统、前照灯、车厢音频和视频系统等。作为非限制性示例,能量存储装置150可以包括一个或多个电池和/或电容器。
控制系统190可以至少与发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者进行通信。具体地,控制系统190可以至少从发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者接收传感反馈信息。此外,控制系统190可以响应于传感反馈信息而将控制信号至少发送到发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者。控制系统190可从车辆操作员102接收对操作员请求的车辆推进系统101的输出的指示。例如,控制系统190可以从与踏板192通信的踏板位置传感器194接收传感反馈。踏板192可以示意性地指代制动踏板和/或加速踏板。此外,在一些示例中,控制系统190可以与远程发动机起动接收器195(或收发器)通信,所述远程发动机起动接收器从具有远程起动按钮105的钥匙扣104接收无线信号106。在其他示例(未示出)中,可以经由蜂窝电话或基于智能手机的系统发起远程发动机起动,其中蜂窝电话或智能手机(例如,由车辆操作员102操作)可以向服务器发送数据并且服务器可以(例如,经由无线网络131)与车辆进行通信以起动发动机110。
能量存储装置150可定期地从驻留在车辆外部的电源180(例如,不是车辆的一部分)接收电能(如箭头184所指示)。作为非限制性示例,车辆推进系统101可以被配置为插电式HEV(PHEV),其中电能可以经由电能传输电缆182从电源180供应到能量存储装置150。在从电源180对能量存储装置150再充电的操作期间,电能传输电缆182可以将能量存储装置150电耦合到电源180。当车辆推进系统101随后操作以推进车辆时,电能传输电缆182可以在电源180与能量存储装置150之间断开。控制系统190可识别和/或控制存储在能量存储装置150处的电能的量,所述电能的量可被称为荷电状态(SOC)。
在其他示例中,可省略电能传输电缆182,并且可以替代地在能量存储装置150处从电源180无线地接收电能。例如,能量存储装置150可经由电磁感应、无线电波和电磁谐振中的一者或多者来从电源180接收电能。更广泛地,任何合适的方法可用于从不构成车辆的一部分的电源对能量存储装置150进行再充电。通过这种方式,马达120可通过利用发动机110所利用燃料之外的能量源来推进车辆。
燃料系统140可以周期性地从驻留在车辆外部的燃料源接收燃料(例如,在燃料补给事件期间)。作为非限制性示例,车辆推进系统101可以通过经由燃料分配装置170接收燃料(如由箭头172所指示)来进行燃料补给,所述燃料分配装置由外部燃料泵174供应燃料。在一些示例中,燃料箱144可以被配置为存储从燃料分配装置170接收的燃料,直到燃料被供应到发动机110以进行燃烧。在一些示例中,控制系统190可以经由燃料水平传感器(参见图2)接收对存储在燃料箱144处的燃料的水平(在本文也称为燃料箱144的燃料水平或填充水平)的指示。存储在燃料箱144处的燃料的水平(例如,如由燃料水平传感器识别)可例如经由燃料表或车辆仪表板196中的指示传送给车辆操作员102。在附加或替代示例中,控制系统190可以经由无线网络131(例如,以“智能”燃料泵配置)联接到外部燃料泵174。在此类示例中,控制系统190可以(例如,经由无线网络131)接收指示所分配的燃料量、加燃料速率(例如,在燃料补给事件期间)、车辆距外部燃料泵174的距离、可供车辆操作员102在外部燃料泵174处购买燃料的金额或信用等的信号。因此,可以通过控制系统190基于从外部燃料泵174接收的信号来确定预期燃料水平(例如,假设未劣化的燃料系统部件预期的燃料水平)。作为示例,可以通过在绘制加燃料持续时间内分配的燃料量的曲线下进行积分或者在加燃料速率被确定为时间的数学函数的情况下将加燃料速率乘以加燃料持续时间来确定预期燃料水平。在一个示例中,存储在燃料箱144处的燃料的水平、所分配的燃料量和加燃料速率中的一者或多者可以构成存储在控制系统190的非暂时性存储器中的用于确定燃料系统140的劣化状态的控制程序(诸如下面参考图3至图4B详细描述的控制程序)中的输入。
车辆推进系统101还可以包括环境温度/湿度传感器198和侧倾稳定性控制传感器(诸如,一个或多个侧向和/或纵向和/或横摆率传感器199)。如图所示,传感器198、199可以可通信地耦合到控制系统190,使得控制系统可以从相应的传感器接收信号。车辆仪表板196可以包括一个或多个指示灯和/或基于文本的显示器,在其中向车辆操作员102显示消息(例如,诸如对由诊断控制程序生成的车辆部件的劣化状态的指示)。车辆仪表板196还可以包括用于接收操作员输入的各种输入部分197,诸如可下压按钮、触摸屏、语音输入/辨识等。
在一些示例中,车辆推进系统101可以包括一个或多个车载相机135。一个或多个车载相机135可以例如将照片和/或视频成像数据传送给控制系统190。在一些示例中,一个或多个车载相机135可以用于例如记录车辆的预定半径内的图像。因而,控制系统190可以采用由一个或多个车载相机135接收的信号(例如,成像信号)来检测和识别车辆外部的对象和位置。
在附加或替代示例中,车辆仪表板196可以结合或完全不使用视觉显示器向车辆操作员102传送音频消息。此外,一个或多个传感器199可以包括竖直加速度计以指示道路粗糙度,例如,竖直加速度计可通信地耦合到控制系统190。因而,控制系统190可以响应于从一个或多个传感器199接收的信号而调整发动机输出和/或车轮制动器以提高车辆稳定性。
控制系统190可以使用适当的通信技术通信地耦合到其他车辆或基础设施。例如,控制系统190可以经由无线网络131耦合到其他车辆或基础设施,所述无线网络可以包括Wi-Fi、一定类型的蜂窝服务、无线数据传输协议等。控制系统190可经由车辆对车辆(V2V)、车辆对基础设施对车辆(V2I2V)和/或车辆对基础设施(V2I或V2X)技术来广播(和接收)关于车辆数据、车辆诊断、交通状况、车辆位置信息、车辆操作程序等的信息。车辆之间的通信以及在车辆之间交换的信息可以是在车辆之间直接的通信和信息,或者是多跳的通信和信息。在一些示例中,可取代或结合V2V或V2I2V使用较长距离通信(例如,WiMax)以将覆盖区域扩展数英里的数量级。在再其他示例中,控制系统190可以经由无线网络131和互联网(例如,云)通信地耦合到其他车辆或基础设施。在另外的示例中,无线网络131可以是多个无线网络131,数据可以通过所述多个无线网络传送到车辆推进系统101。
车辆推进系统101还可以包括可以与车辆操作员102交互的车载导航系统132(例如,全球定位系统或GPS)。车载导航系统132可以包括一个或多个位置传感器以辅助估计车辆速度、车辆海拔、车辆定位/位置等。此类信息可用于推断出发动机操作参数,诸如当地大气压力。如上文所讨论,控制系统190可以被配置为经由互联网或其他通信网络接收信息。因此,可以交叉参考在控制系统190处从车载导航系统132接收的信息与可经由互联网获得的信息,以确定当地天气状况、当地车辆法规等。在一些示例中,车辆推进系统101可以包括可使得能够经由车辆收集车辆位置信息、交通信息等的激光传感器(例如,激光雷达传感器)、雷达传感器、声纳传感器和/或声学传感器133。
现在参考图2,示出了描绘车辆系统206的示意图200。在一些示例中,车辆系统206可以是HEV系统,诸如PHEV系统。例如,车辆系统206可以与图1的车辆推进系统101相同。然而,在其他示例中,车辆系统206可以在非混合动力车辆(例如,配备有发动机但没有可操作以至少部分地推进车辆的马达)中实施。
车辆系统206可以包括发动机系统208,所述发动机系统联接到蒸发排放控制系统251和燃料系统140中的每一者。发动机系统208可以包括具有多个气缸230的发动机110。发动机110可以包括发动机进气系统223和发动机排气系统225。发动机进气系统223可以包括经由进气通道242与发动机进气岐管244流体连通的节气门262。此外,发动机进气系统223可以包括定位在节气门262上游的气箱和过滤器(未示出)。发动机排气系统225可以包括排气歧管248,所述排气歧管通向将排气引导至大气的排气通道235。发动机排气系统225可以包括排放控制装置270,所述排放控制装置在一个示例中可以在紧密联接位置中安装在排气通道235中(例如,比排气通道235的出口更靠近发动机110)并且可以包括一种或多种排放催化剂。例如,排放控制装置270可以包括三元催化器、稀氮氧化物(NOx)捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等中的一者或多者。在一些示例中,电加热器282可以联接到排放控制装置270,并且用于将排放控制装置270加热到或超过预定温度(例如,排放控制装置270的起燃温度)。
应当理解,诸如各种阀和传感器的其他部件可以包括在发动机系统208中。例如,发动机进气系统223中可以包括大气压力传感器213。在一个示例中,大气压力传感器213可为歧管空气压力(MAP)传感器,并且可在节气门262下游联接到发动机进气歧管244。大气压力传感器213可能依赖于部分节气门或者全开或大开的节气门条件,例如,在节气门262的开度大于阈值时,以便准确地确定大气压力。
燃料系统140可以包括燃料箱144,所述燃料箱联接到燃料泵系统221。燃料泵系统221可以包括一个或多个泵,所述一个或多个泵用于在气缸230的单个循环期间对经由燃料喷射器266(尽管在图2处仅示出了单个燃料喷射器266,但是可以提供附加的燃料喷射器以用于每个气缸230)输送到气缸230的燃料加压。所输送的燃料的分配或相对量、喷射正时等可以响应于燃料系统140、发动机110等的不同操作或劣化状态而随诸如发动机负荷、发动机爆震、排气温度等的工况而变化。
燃料系统140可以是无回流燃料系统、回流燃料系统或各种其他类型的燃料系统中的任一者。燃料箱144可以保存包括多种燃料共混物的燃料224(例如,具有一定范围的醇浓度的燃料),诸如汽油、各种汽油-乙醇共混物(包括E10、E85)等。设置在燃料箱144中的燃料水平传感器234可以向包括在控制系统190中的控制器212提供对燃料水平的指示(“燃料水平输入”)。如图所描绘,燃料水平传感器234可以包括联接到可变电阻器的浮子。替代地,可以使用其他类型的燃料水平传感器。
在燃料系统140中产生的蒸气可以经由蒸气回收管线231被引导到蒸发排放控制系统251,然后被抽取到发动机进气系统223。蒸气回收管线231可以经由一个或多个导管联接到燃料箱144。例如,蒸气回收管线231可以经由至少一个导管271联接到燃料箱144。
蒸发排放控制系统251还可以包括用于捕获和存储燃料蒸气的一个或多个燃料蒸气容器或滤罐222。燃料蒸气滤罐222可以经由至少一个导管278联接到燃料箱144,所述至少一个导管包括用于在某些状况期间隔离燃料箱的至少一个燃料箱隔离阀(FTIV)252。例如,FTIV 252通常可以是打开的。然而,在燃料补给事件期间,FTIV 252可以关闭,从而导致在蒸气回收管线231中以及在联接到外部燃料泵的加注喷嘴处累积压力。然后,加注喷嘴处的压力增加可以使外部燃料泵跳闸,从而自动停止燃料补给事件并防止过度填充。
因此,在一些示例中,蒸气回收管线231可以联接到燃料箱再填充或燃料补给系统219。在一些示例中,燃料补给系统219可以包括用于将燃料补给系统与大气封离的燃料箱盖205。燃料补给系统219可以经由燃料加注管或颈211联接到燃料箱144。在一些示例中,燃料加注管211可以包括流量计传感器220,所述流量计传感器可操作以监测(例如,在燃料补给期间)经由燃料加注管供应到燃料箱144的燃料流。
在燃料补给期间,燃料箱盖205可以被手动打开,或者可以响应于在控制器212处接收到的燃料补给请求而自动打开。燃料分配装置(例如,170)可以由燃料补给系统219接收并且此后流体地联接到所述燃料补给系统,由此燃料可以经由燃料加注管211供应到燃料箱144。燃料补给可以继续直到燃料分配装置被手动切断或者直到燃料箱144被填充到阈值燃料水平(例如,直到来自燃料水平传感器234的反馈指示已经达到阈值燃料水平),此时可能会触发燃料分配装置的机械停止或者其他方式的自动停止。
蒸发排放控制系统251可以包括一个或多个排放控制装置,诸如填充有适当吸附剂的燃料蒸气滤罐222,所述燃料蒸气滤罐被配置为暂时地捕集燃料补给操作期间的燃料蒸气(包括汽化的碳氢化合物)。在一个示例中,所使用的吸附剂可以是活性炭。蒸发排放控制系统251还可以包括滤罐通风路径或通风管线227,当存储或捕集来自燃料系统140的燃料蒸气时,所述滤罐通风路径或通风管线可以将气体从燃料蒸气滤罐222引导到大气。
燃料蒸气滤罐222可以包括缓冲区222a(或缓冲区域),燃料蒸气滤罐和缓冲区中的每一者包括吸附剂。如图所示,缓冲区222a的体积可小于燃料蒸气滤罐222的体积(例如,是其一部分)。缓冲区222a中的吸附剂可以与燃料蒸气滤罐222中的吸附剂相同或不同(例如,两者都可以包括炭)。缓冲区222a可以位于燃料蒸气滤罐222内,使得在滤罐装载期间,燃料箱蒸气可以首先被吸附在缓冲区内,且然后当缓冲区饱和时,另外的燃料箱蒸气可以被吸附在燃料蒸气滤罐的剩余体积中。相比之下,在燃料蒸气滤罐222的抽取期间,燃料蒸气可以在从缓冲区222a解吸之前首先从燃料蒸气滤罐解吸(例如,至阈值量)。换句话说,缓冲区222a的装载和卸载可能与燃料蒸气滤罐222的装载和卸载不一致。因而,缓冲区222a的一个作用是抑制任何燃料蒸气峰从燃料箱144流动到燃料蒸气滤罐222,由此降低任何燃料蒸气峰去往发动机110的可能性。
在一些示例中,一个或多个温度传感器232可以联接到燃料蒸气滤罐222和/或在其内。当燃料蒸气滤罐222中的吸附剂吸附燃料蒸气时,可以产生热量(吸附热量)。同样地,当燃料蒸气滤罐222中的吸附剂解吸燃料蒸气时,可以消耗热量。通过这种方式,可以基于燃料蒸气滤罐222内的温度变化来监测和估计燃料蒸气滤罐对燃料蒸气的吸附和解吸。
通风管线227还可以在经由抽取管线228和抽取阀261将所存储燃料蒸气从燃料系统140抽取到发动机进气系统223时允许将新鲜空气抽吸到燃料蒸气滤罐222中。例如,抽取阀261可以通常是关闭的,但是可以在某些状况期间打开,使得将来自发动机进气歧管244的真空可以提供到燃料蒸气滤罐222以用于抽取。在一些示例中,通风管线227还可以包括在其中设置在燃料蒸气滤罐222下游的空气滤清器259。
燃料蒸气滤罐222与大气之间的空气和蒸气的流动可以通过滤罐通风阀229来调整。滤罐通风阀229可以是常开阀,使得FTIV 252可以控制燃料箱144与大气的通风。如上所述,FTIV 252在导管278内可以位于燃料箱144与燃料蒸气滤罐222之间。FTIV 252可以是常闭阀,所述常闭阀在打开时允许燃料蒸气从燃料箱144排放到燃料蒸气滤罐222。然后,燃料蒸气可以经由滤罐通风阀229排放到大气,或者经由滤罐抽取阀261抽取到发动机进气系统223。
燃料系统140可以是非集成式燃料补给滤罐专用系统(NIRCOS),因为燃料箱144可以与燃料蒸气滤罐222基本上可隔离,使得燃料箱144和燃料蒸气滤罐222中的燃料蒸气可以按期望独立地控制(例如,在燃料补给期间)。在燃料箱144与燃料蒸气滤罐222流体地分离的时段期间,燃料蒸气压力可以形成在燃料箱内。因此,通常对NIRCOS燃料箱以及其结构加强实施排气和减压控制程序。例如,给定的NIRCOS可以包括联接到包括在其中的一个或多个燃料箱的多个阀和通风管线,以确保任何过量的燃料蒸气压力被适当地排出或重新分配。此外,NIRCOS燃料箱可以由高拉伸强度材料(诸如重钢)构成,并且在其中配置有多个支座,所述多个支座在给定的NIRCOS燃料箱的相对壁之间延伸,使得可以承受更大的燃料蒸气压力且没有燃料箱劣化。
作为替代方案,燃料系统140可以包括波纹管291,以将燃料箱144的燃料蒸气压力维持在大气压力或接近大气压力。因而,可以消除用于管理过量燃料蒸气压力的复杂结构配置。具体地,波纹管291可以设置在燃料箱144的上表面145内并附连到所述上表面,并且经由端口293联接到周围环境(例如,大气)。
如图2所示,燃料箱144中的燃料224的燃料水平可以完全低于波纹管291,使得(液体)燃料不可以物理地接触波纹管并且波纹管可以处于最大膨胀配置。如下文参考图5详细地描述,当在燃料补给期间上升的燃料224接触波纹管291时,波纹管可以随着燃料箱144中的燃料水平的增加而沿着轴线292成比例地压缩(直到波纹管达到最大压缩配置)。在压缩期间,波纹管291内的空气可以经由端口293直接排出到周围环境。在燃料补给之后和在发动机操作期间,可以经由燃料泵系统221的致动将燃料224提供给发动机110,使得燃料箱144中的燃料水平可以下降并且波纹管291可以沿着轴线292成比例地膨胀(直到波纹管再次达到最大膨胀配置)。在膨胀期间,可以在波纹管291与周围环境之间产生压力差,使得可以经由端口293将空气引入波纹管中。
通过这种方式,可以经由波纹管291的膨胀和收缩向燃料箱144提供可变体积配置,使得燃料箱的燃料蒸气压力可以维持在预定压力(例如,周围环境的环境压力)的阈值范围内。在一些示例中,即使在广泛变化的环境温度中(诸如在40℉至95℉之间),燃料箱144的燃料蒸气压力也可以维持在阈值范围内。因而,燃料箱144可以由具有相对较弱的强度的材料形成并且其中包括更少的支座或不包括支座。此外,相对于其他NIRCOS,可以在燃料系统140中包括更简化的阀和管线配置,因为波纹管291的存在可以消除复杂的减压/排放程序。
可以由控制器212通过选择性地调整各种阀(例如,响应于各种传感器)来以多个模式操作燃料系统140。例如,燃料系统140可以在燃料补给模式下操作(例如,当车辆操作员请求燃料补给时),其中控制器212可以关闭FTIV 252,从而允许波纹管291将燃料箱144的燃料蒸气压力维持在预定压力的阈值范围内。然而,如果波纹管291被压缩到最大压缩配置,并且燃料蒸气压力开始增加到超过燃料箱144可管理的压力(例如,当燃料箱变得非期望地过度填充时),则燃料系统140可以在排放模式下操作。在排放模式下,控制器212可以打开FTIV 252和滤罐通风阀229,同时维持滤罐抽取阀261关闭,以将燃料补给蒸气引导到燃料蒸气滤罐222中,同时防止燃料蒸气被引导到发动机进气歧管244中(并且因此提供燃料蒸气的排放路径)。因而,打开FTIV 252可以允许燃料补给蒸气存储在燃料蒸气滤罐222中。在燃料补给完成之后,至少FTIV 252可以再次关闭。
作为另一个示例,燃料系统可以在滤罐抽取模式下操作(例如,在已经达到给定的排放控制装置起燃温度之后并且发动机110运行),其中控制器212可以打开滤罐抽取阀261和滤罐通风阀229同时关闭FTIV 252。在本文中,由(操作的)发动机110的发动机进气歧管244产生的真空可以用于抽吸新鲜空气通过通风管线227并通过燃料蒸气滤罐222,以将存储的燃料蒸气抽取到发动机进气歧管244中。因而,在滤罐抽取模式中,从燃料蒸气滤罐222抽取的燃料蒸气可以在发动机110中燃烧。可以继续滤罐抽取模式,直到存储在燃料蒸气滤罐222中的燃料蒸气的量或水平低于阈值量或水平。
包括控制器212的控制系统190被示出为从多个传感器216(其各种示例在本文中有所描述)接收信息并向多个致动器281(其各种示例在本文中有所描述)发送控制信号。作为一个示例,传感器216可以包括在排气通道235中位于排放控制装置270上游的排气传感器237、在排气通道235中位于排放控制装置270下游的温度传感器233、位于燃料加注管211中的流量计传感器220、位于燃料箱144中的燃料水平传感器234和位于燃料蒸气滤罐222中的温度传感器232中的一者或多者。诸如压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和组成传感器的其他传感器可以联接到车辆系统206中的各种位置(例如,燃料箱压力传感器还可以包括在燃料箱144中)。作为附加或替代示例,致动器281可以包括燃料喷射器266、节气门262、FTIV 252、滤罐抽取阀261和滤罐通风阀229。控制器212可以从传感器216接收输入数据,处理所述输入数据,并且基于编程在其中的非暂时性存储器中的指令或代码来响应于处理后的输入数据而触发致动器281,所述指令或代码对应于一个或多个控制程序。
例如,在燃料补给事件期间和紧接在燃料补给事件之后,控制系统190可以被配置为监测燃料箱144的燃料水平和供应到燃料箱的燃料的量或速率。然后可以基于燃料水平和供应燃料量/速率来确定实际加燃料曲线和预期加燃料曲线,并且随后可以将加燃料曲线彼此进行比较以得到在监测持续时间中实际燃料水平与预期燃料水平的偏差。还可以确定在燃料补给事件之后车辆系统206的实际燃料经济性,其可以类似地与预期燃料经济性进行比较。
所述比较可以用于经由对包括在燃料系统140中的一个或多个部件的诊断来推断所述燃料系统的劣化状态。例如,可以基于在燃料补给事件期间收集的实际加燃料趋势与预期加燃料趋势的偏差的细微差别来确定燃料系统140中的泄漏的尺寸。进一步基于偏差,泄漏可以被定位到燃料系统140的给定部件(例如,波纹管291、燃料箱144等),并且在一些示例中甚至被定位到给定部件的特定区域(例如,波纹管的侧面或基部)。在诊断之后,可以向车辆操作员通知特定的维护指令和/或可以更改一个或多个发动机操作参数以缓解车辆性能和部件可靠性的降低。
下面参考图3至图4B详细描述用于诊断燃料系统的劣化的一个这样的控制程序。现在参考图3,示出了用于诊断燃料箱或联接到燃料箱的波纹管中的泄漏的示例性程序300的流程图。在一些示例中,燃料箱和波纹管可以包括在被设计用于控制其中形成的燃料蒸气压力的燃料系统(诸如上面参考图1和图2描述的燃料系统140)中。因而,燃料系统可以联接到可操作以执行程序300的发动机控制器,诸如控制器212。例如,发动机控制器(例如,控制器212)可操作以接收一个或多个当前车辆工况以确定包括燃料系统(例如,140)的车辆是否处于车辆熄火状况并且由此准备好燃料补给。此后,在(例如,经由燃料补给系统219)燃料补给期间和之后,可以(例如,基于来自传感器216的反馈)监测各种加燃料参数以得到与预期值的偏差,所述偏差指示燃料箱(例如,144)或波纹管(例如,291)中的泄漏。响应于对泄漏的肯定确定,可以通知车辆操作员(例如,102)并且可以(例如,经由致动器281的致动)更改或调整一个或多个发动机操作参数。通过这种方式,可以被动地监测并随后诊断燃料系统,使得可以维持或改善车辆性能(例如,通过适当通知和缓解燃料系统劣化),可以增强车辆操作员体验(例如,基于波纹管的燃料蒸气压力控制可以被实施以在不牺牲系统可靠性的情况下减少燃料箱减压的不便),并且可以降低总体制造成本(例如,可以最大程度地减少附加的或专用部件并且可以简化复杂的燃料系统减压/排放配置)。
用于执行程序300的指令可以由发动机控制器(例如,控制器212)基于存储在发动机控制器的非暂时性存储器上的指令并结合从各种传感器(例如,216)、燃料系统(例如,140)的其他部件、车辆的联接到燃料系统的其他部件以及车辆外部并经由无线网络(例如,131)联接到车辆的系统接收的信号来执行。此外,根据如下所述的程序300,发动机控制器可以采用各种发动机致动器(例如,281)来例如响应于对燃料系统劣化的确定而调整发动机操作。因而,程序300可以在燃料补给事件期间和之后实现对加燃料参数的被动监测,使得可以准确且有效地诊断燃料系统(例如,140)。
在302处,程序300可以包括估计和/或测量一个或多个车辆工况。在一些示例中,一个或多个车辆工况可以包括一个或多个发动机操作参数,诸如发动机转速、发动机负荷、发动机温度、发动机冷却剂温度、发动机油温度、燃料温度、当前操作员扭矩需求、歧管压力、歧管空气流量、排气空燃比等。在附加或替代示例中,一个或多个车辆工况可以包括(例如,周围环境的)一个或多个环境空气状况,诸如环境空气压力、环境空气湿度、环境空气温度等。在一些示例中,一个或多个车辆工况可以由通信地耦合到发动机控制器的一个或多个传感器来测量(例如,发动机冷却剂温度可以经由冷却剂温度传感器直接测量)或者可以基于可用数据来推断(例如,发动机温度可以根据经由冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度来估计)。
程序300可以使用一个或多个车辆工况来推断车辆操作的当前状态,并且至少基于发动机转速、发动机负荷和当前操作员扭矩需求中的一者或多者来确定是否诊断燃料系统(例如,140)。例如,在304处,程序300可以包括确定是否满足一个或多个车辆熄火状况。在一些示例中,一个或多个车辆熄火状况可以包括紧接在接收到钥匙关闭请求之后的一个或多个车辆工况。例如,一个或多个车辆熄火状况可以包括发动机转速小于阈值发动机转速,发动机负荷小于阈值发动机负荷,和/或当前操作员扭矩需求小于阈值操作员扭矩需求。如果不满足一个或多个车辆熄火状况(例如,如果未接收到钥匙关闭请求或者发动机转速、发动机负荷或当前操作员扭矩需求大于或等于相应阈值),则程序300可以前进到306,其中程序300可以包括维持当前发动机操作。具体地,发动机(例如,110)的气缸(例如,230)中的燃料可以开始/继续燃烧,并且车辆可以不间断地操作。此外,至少在成功发起下一次燃料补给事件之前,可以不再次尝试诊断燃料系统(例如,140)。
如果满足一个或多个车辆熄火状况(例如,如果接收到钥匙关闭请求并且发动机转速、发动机负荷或当前操作员扭矩需求小于相应阈值),则程序300可以前进到308,其中程序300可以包括发起燃料补给事件和监测燃料箱(例如,144)的燃料水平以及由最近燃料补给站处的燃料分配装置(例如,170)供应/分配到车辆的燃料的量或速率中的每一者。在不包括波纹管的燃料系统中,可以预期燃料箱以与供应燃料速率成比例的恒定填充速率填充(假设燃料箱中没有泄漏)。当波纹管(例如,291)包括在燃料系统(例如,140)中时,例如在燃料箱内并附连到燃料箱的上表面时,可以观察到类似的填充趋势,直到波纹管被最大程度地压缩,之后考虑到可供填充燃料使用的体积减小(例如,因为燃料箱的剩余体积的至少一部分可能被最大程度地压缩的波纹管占据),可以预期填充速率逐步增加。与此类预期趋势的偏差(例如,在燃料补给事件的至少一部分内或在燃料补给事件之后的持续时间内,受监测燃料水平小于预期燃料水平)可以指示燃料箱或波纹管中存在泄漏。下面参考图4A、图4B和图6至图8详细讨论特定偏差的表征。
在310处,程序300可以包括确定燃料补给事件是否已经完成。在一些示例中,当燃料箱(例如,144)的燃料水平在阈值持续时间内未增加时,可以确定燃料补给事件完成。在其他示例中,可以响应于经由无线网络(例如,131)从外部燃料泵接收到的指示外部燃料泵已经停止向车辆分配燃料的信号而确定燃料补给事件完成。在其他示例中,可以响应于燃料分配装置(例如,170)不再流体地联接到燃料补给系统(例如,219)而确定燃料补给事件完成。如果确定燃料补给事件未完成(例如,如果燃料水平在阈值持续时间内增加),则程序300可以前进到312,其中程序300可以包括继续燃料补给事件并监测燃料水平和燃料供应量/速率。程序300然后可以返回到310。
如果确定燃料补给事件完成(例如,如果燃料水平在阈值持续时间内未增加),则程序300可以前进到314,其中程序300可以包括确定是否已经过去了燃料补给后持续时间。具体地,因为在燃料补给事件之后可能发生实际燃料水平与预期燃料水平的某些偏差(归因于燃料系统劣化),所以对燃料水平的监测可以在燃料补给事件完成之后继续(例如,至少直到已经过去了燃料补给后持续时间)。因此,如果尚未过去燃料补给后持续时间,则程序300可以前进到316,其中程序300可以包括继续监测燃料水平。程序300然后可以返回到314。
如果已经过去了燃料补给后持续时间,则程序300可以前进到318,其中程序300可以包括停止监测并基于受监测燃料水平和受监测燃料供应量/速率来确定实际加燃料曲线和预期加燃料曲线。在一些示例中,可以通过绘制受监测燃料水平相对于时间的曲线图来确定实际加燃料曲线,并且可以基于供应燃料速率来确定预期加燃料曲线。具体地,在燃料补给事件开始之后并且在波纹管(例如,291)被最大程度地压缩之前,预期加燃料曲线可以是线性的,其具有第一斜率。在波纹管被最大程度地压缩之后(并且由此占据燃料箱(例如,144)中可用于填充的剩余体积的一部分)并且在燃料箱的燃料水平预期达到100%之前,预期加燃料曲线可以是线性的,其具有第二斜率,所述第二斜率大于所述第一斜率。第一斜率和第二斜率可以是供应燃料速率的函数;因此,发动机控制器(例如,控制器212)可以将供应燃料速率输入到存储在所述发动机控制器的存储器中的一个或多个查找表、函数或映射图中,所述查找表、函数或映射图可以输出对应的第一斜率和第二斜率。在燃料补给事件之前和之后,假设满足一个或多个车辆熄火状况,则可以假设预期燃料水平恒定。然而,如果车辆开启并且发动机(例如,110)恢复操作和燃料消耗,则预期燃料水平可以作为一个或多个发动机操作参数(例如,发动机负荷、发动机转速、当前操作员扭矩需求等)的已知函数而降低。因此,一旦已经确定了第一斜率和第二斜率,就可以绘制预期加燃料曲线。
在其他示例中,可以通过绘制受监测燃料水平相对于在燃料补给事件期间供应的燃料量的曲线图来确定实际加燃料曲线。然而,应当理解,对于供应给燃料箱(例如,144)的燃料的恒定速率,受监测燃料水平相对于供应燃料量的曲线图将实际上等效于在燃料补给事件的持续时间内受监测燃料水平相对于时间的曲线图。因此,预期加燃料曲线可以对应于第一斜率(例如,在发起燃料补给事件之后并且在波纹管(例如,291)被最大程度地压缩之前)和第二斜率(例如,在波纹管被最大程度地压缩并且在燃料箱的燃料水平预期达到100%之前)中的每一者对于给定车辆的任何给定燃料补给事件可以相同的预期加燃料曲线。第一斜率和第二斜率可以由发动机控制器(例如,控制器212)从其存储器获得。
在320处,程序300可以包括确定车辆的燃料经济性。具体地,可以在燃料补给事件完成之后或完成时确定燃料经济性。在一些示例中,可以在发动机(例如,110)已经操作预定持续时间之后确定燃料经济性,所述预定持续时间在发起后续燃料补给事件(例如,下一次燃料补给事件)之前或发起时终止。在附加或替代示例中,可以在接收到对后续燃料补给事件(例如,下一次燃料补给事件)的请求时确定燃料经济性。
在某些示例中,在发起下一次燃料补给事件时(例如,在接收到对下一次燃料补给事件的请求时)确定燃料经济性可以提供对燃料系统(例如,140)中的泄漏的更准确诊断。例如,当识别出泄漏并且燃料经济性低于预期时,泄漏可能归因于燃料箱(例如,144)而不是波纹管(例如,291)(因为劣化的波纹管可以释放燃料蒸气并且不会泄漏燃料到周围环境,但是劣化的燃料箱可能泄漏燃料,所述燃料然后不会被发动机(例如,110)消耗)。然而,在波纹管的侧面存在大泄漏的特定情况下,燃料可能会暂时地被捕集在波纹管中而不会泄漏出燃料系统。因此,燃料经济性最初可能低于燃料补给事件之后的预期的燃料经济性。在下一次燃料补给事件时,在泵送燃料持续足够的持续时间之后,捕集在波纹管中的燃料可能已经被排出,由此将燃料经济性恢复到预期水平。因而,通过在下一次燃料补给事件时确定燃料经济性,可以避免对燃料箱中的泄漏的“误报”识别。
在322处,程序300可以包括基于实际加燃料曲线和预期加燃料曲线以及燃料经济性来确定燃料系统(例如,140)的劣化状态。具体地并且如下文参考图4A和图4B所描述,劣化状态可以包括对燃料系统(例如,140)内没有部件劣化的指示或者对至少一个部件(例如,燃料箱144、波纹管291)劣化的指示。给定部件劣化可以包括例如给定部件中存在泄漏。因此,在一些示例中,劣化状态还可以指示给定部件上的泄漏的尺寸和/或相对位置。
在324处,程序300可以包括确定劣化状态是否指示燃料箱(例如,144)和波纹管(例如,291)中的至少一者劣化。如果指示燃料箱和波纹管两者都没有劣化,则程序300可以前进到306,其中程序300可以包括维持当前发动机操作。具体地,发动机(例如,110)的气缸(例如,230)中的燃料可以开始/继续燃烧,并且车辆可以不间断地操作。此外,至少在成功发起下一次燃料补给事件之前,可以不再次尝试诊断燃料系统(例如,140)。
如果指示燃料箱(例如,144)或波纹管(例如,291)的劣化,则程序300可以前进到326,其中程序300可以包括基于劣化状态生成驾驶员指示、存储诊断代码,和/或更改或调整车辆工况中的一者或多者,以便将燃料箱的燃料蒸气压力维持在预定范围内。在一些示例中,可以在车辆仪表板(例如,196)或车辆操作员可见的其他显示器处向车辆操作员(例如,102)显示所生成的驾驶员指示。在此类示例中,除了用于修理泄漏的指令或关于维护劣化部件的建议之外,驾驶员指示还可以指示燃料箱或波纹管中存在泄漏。在一个示例中,驾驶员指示还可以指示泄漏的尺寸和/或相对位置(例如,当确定尺寸和/或相对位置时)。另外或替代地,驾驶员指示可以包括点亮故障指示灯(MIL),并且可以设定诊断代码并将其存储在发动机控制器的存储器中。在一个示例中,点亮MIL可以指示将车辆送往维修技术员的请求,并且所设定的诊断代码可以向维修技术员指示燃料箱或波纹管劣化。在已经维修车辆并且已经更换或修理劣化的燃料箱或波纹管之后,可以重置指示灯和代码。
波纹管(例如,291)可以设置在燃料箱(例如,144)内,以将燃料箱的燃料蒸气压力维持在预定范围内。因此,经由端口(例如,293)联接到周围环境的波纹管可以将燃料箱的燃料蒸气压力维持与周围环境基本平衡。因而,预定范围可以是包括周围环境的周围压力的相对较窄范围(例如,周围环境可以是大气,使得周围压力可以是当地大气压力)。
然而,当波纹管(例如,291)泄漏时,燃料箱(例如,144)中的燃料蒸气的至少一部分可以穿过波纹管并通过联接到波纹管的端口(例如,293)逸出。类似地,当燃料箱泄漏时,燃料蒸气的至少一部分(或液体燃料本身)可以经由泄漏从燃料箱逸出。因此,为了缓解从燃料箱逸出的未处理燃料蒸气的量,可以更改或调整产生过量燃料蒸气的车辆工况中的一者或多者。例如,可以更改或调整发动机操作参数中的一者或多者(例如,最小化、维持低于相应阈值、降低到接近零或为零等),包括例如发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。另外或替代地,发动机控制器(例如,控制器212)可以命令车辆进入电动驱动模式,其中仅马达(例如,120)可以推进车辆的驱动轮(例如,130),使得不依赖于加燃料系统(例如,140)为发动机(例如,110)提供动力。另外或替代地,将燃料箱(例如,144)联接到燃料蒸气滤罐(例如,222)的FTIV(例如,252)可以被调整到完全打开位置以排放燃料箱中的至少一些燃料蒸气。另外或替代地,发动机控制器可以引入燃料水平阈值,高于所述燃料水平阈值,燃料箱不能被填充。另外或替代地,驾驶员指示可以包括建议不要将车辆停放在大于阈值倾斜度(诸如6%)的斜坡上。一个或多个车辆工况可以保持被更改或调整,直到可以执行燃料系统的维修并且波纹管或燃料箱被修理为止。
现在参考图4A和图4B,示出了用于确定车辆的燃料系统的劣化状态的示例性程序400的流程图。在一些示例中,燃料系统的劣化状态可以指示特定燃料系统部件(诸如燃料箱或联接到燃料箱的波纹管)的劣化。因而,燃料系统可以是包括燃料箱144和波纹管291的燃料系统140,如上文参考图1和图2所描述。此外,燃料系统可以联接到可操作以执行程序400的发动机控制器,诸如控制器212。因此,在一些示例中,程序400可以作为程序300的一部分(诸如在322处)执行,所述程序可以类似地在发动机控制器上执行。在此类示例中,程序300可以依赖于324处的劣化状态来确定波纹管和燃料箱中的至少一者是否劣化。
用于执行程序400的指令可以由发动机控制器(例如,控制器212)基于存储在发动机控制器的非暂时性存储器上的指令并结合从各种传感器(例如,216)、燃料系统(例如,140)的其他部件、车辆的联接到燃料系统的其他部件以及车辆外部并经由无线网络(例如,131)联接到车辆的系统接收的信号来执行。此外,根据如上所述的图3的程序300,发动机控制器可以采用各种发动机致动器(例如,281)来例如响应于对燃料系统劣化的确定而调整发动机操作。
从图4A开始,在402处,程序400可以包括接收车辆的燃料经济性以及与前一燃料补给事件相对应的实际加燃料曲线和预期加燃料曲线。在一些示例中,可以在程序300的320处确定燃料经济性,并且可以在程序300的318处确定实际加燃料曲线和预期加燃料曲线,如上面参考图3详细描述的。在一个示例中,实际加燃料曲线可以是燃料箱(例如,144)的实际燃料水平相对于时间的曲线图,而预期加燃料曲线可以是燃料箱的预期燃料水平相对于时间的曲线图,所述预期加燃料曲线基于经由燃料分配装置(例如,170)供应到燃料箱的燃料速率来确定。可以至少从燃料补给事件的发起到燃料补给事件和燃料补给事件之后的燃料补给后持续时间中的每一者的完成绘制实际加燃料曲线和预期加燃料曲线中的每一者。如上面更详细地讨论的,实际燃料水平和燃料经济性与相应预期值的偏差可以指示燃料系统(例如,140)的特定部件中存在泄漏,在一些示例中,包括表征泄漏的另外的信息,诸如泄漏的尺寸和/或相对位置。因此,并且如本文所述,可以通过在燃料补给事件期间和紧接在燃料补给事件之后被动地监测燃料箱的(实际)燃料水平以及在同一燃料补给事件之后被动地计算车辆的燃料经济性来确定燃料系统的劣化状态。
在404处,程序400可以包括确定燃料补给事件之后的预期燃料水平是否小于阈值燃料水平。具体地,阈值燃料水平可以对应于波纹管(例如,291)保持最大程度膨胀时的最高燃料水平。如果燃料补给事件之后的预期燃料水平小于阈值燃料水平,则可能无法经由程序400完成对波纹管劣化的确定(因为指示波纹管劣化的与实际加燃料曲线的偏差可能源自燃料泄漏到劣化的波纹管中,如果液体燃料完全在波纹管下方并且因此不与波纹管相互作用或不压缩波纹管,则将不太可能发生燃料泄漏到劣化的波纹管中)。
因此,如果燃料补给事件之后的预期燃料水平小于阈值燃料水平,则程序400可以前进到406,其中程序400可以包括确定燃料经济性是否小于阈值燃料经济性。在一些示例中,阈值燃料经济性可以处于或接近预期燃料经济性(例如,假设燃料系统未劣化的车辆的燃料经济性)。具体地,当燃料经济性小于预期时,无论实际加燃料曲线与预期加燃料曲线的偏差如何,程序400都可以推断出燃料箱(例如,144)(而不是波纹管,例如291)具有泄漏。
因此,如果燃料经济性小于预期燃料经济性,则程序400可以前进到408,其中程序400可以包括确定指示燃料箱(例如,144)正在泄漏的劣化状态。如果燃料经济性大于或等于预期燃料经济性,则程序400可以前进到410,其中程序400可以包括确定指示燃料箱或波纹管(例如,291)没有泄漏的劣化状态。
返回到404,如果燃料补给事件之后的预期燃料水平大于或等于阈值燃料水平,则程序400可以前进到412,其中程序400可以包括确定燃料补给事件之后的实际加燃料曲线是否与燃料补给事件之后(例如,在燃料补给后持续时间期间)的预期加燃料曲线匹配。具体地,尽管燃料补给事件之后的预期燃料水平可能足够高到与波纹管(例如,291)相互作用并由此压缩波纹管,但是如果在燃料补给事件之后维持恒定的燃料水平并且燃料水平处于预期(恒定)燃料水平(如果燃料箱(例如,144)包括泄漏(燃料可以通过所述泄漏逸出)或者波纹管包括泄漏(燃料可以通过所述泄漏填充波纹管并由此将受监测燃料水平降低到低于预期燃料水平),则将是不可能的恒定),则程序400可以推断出没有劣化。因此,当燃料补给事件之后的实际加燃料曲线与燃料补给事件之后的预期加燃料曲线匹配时,没有检测到归因于燃料系统泄漏的表观燃料损失。
因此,如果燃料补给事件之后的实际加燃料曲线与燃料补给事件之后的预期加燃料曲线匹配,则程序400可以前进到410,其中程序400可以包括确定指示燃料箱或波纹管(例如,291)没有泄漏的劣化状态。如果燃料补给事件之后的实际加燃料曲线与燃料补给事件之后的预期加燃料曲线有偏差(并且燃料补给事件之后的预期燃料水平大于或等于阈值燃料水平,如404处确定),则程序400可以前进到414,其中程序400可以包括生成波纹管中有泄漏的初始判断。具体地,确定燃料补给事件之后的实际加燃料曲线与燃料补给事件之后的预期加燃料曲线有偏差可以包括在燃料补给事件之后检测到表观燃料损失(例如,在同一轴线上绘制时,燃料补给事件之后的实际加燃料曲线低于燃料补给事件之后的预期加燃料曲线)。
初始判断可能不是对燃料系统(例如,140)的劣化状态的最终确定,因为可以考虑可能导致初始判断被细化或更改的附加因素。例如,可以细化初始判断以指示关于泄漏的进一步信息,诸如泄漏的尺寸或泄漏在波纹管上的位置(例如,泄漏在波纹管的侧面或基部上),或者可以更改初始判断以指示泄漏实际上在燃料箱(例如,144)中。
为了开始最终确定初始判断,程序400可以前进到416,其中程序400可以包括确定燃料补给事件期间的实际加燃料曲线是否与燃料补给事件期间的预期加燃料曲线匹配(例如,在燃料补给事件期间是否检测到表观燃料损失)。在一些示例中,发动机控制器(例如,控制器212)可以通过确定燃料补给事件的持续时间是否与预期一样长(例如,燃料补给事件可以继续直到达到所请求的燃料水平)来确定燃料补给事件期间的实际加燃料曲线是否与燃料补给事件期间的预期加燃料曲线匹配。
具体地,尽管假设燃料系统(例如,140)中存在泄漏,但是泄漏可能相对较小(例如,低于阈值尺寸或在预定义的小尺寸范围内),使得可以将与预期燃料水平的偏差限于燃料补给后持续时间(例如,当来自较高燃料水平的压力可能迫使燃料通过相对较小的泄漏时)。因此,可以确定燃料补给事件期间的实际加燃料曲线与燃料补给事件期间的预期加燃料曲线匹配,和/或可以确定燃料补给事件的持续时间与预期时间一样长。在此类情况下,燃料补给事件之后的实际加燃料曲线可能不像预期的那样恒定(同时燃料经由相对较小泄漏逐渐逸出),并且程序400可以前进到418,其中程序400可以包括确定燃料补给事件之后的表观燃料损失速率大于或等于阈值速率。
现在继续到图4B,如果在图4A的418处确定燃料补给事件之后的表观燃料损失速率大于或等于阈值速率,则程序400可以前进到422,其中程序400可以包括将初始判断细化为所包括的泄漏是波纹管(例如,291)的基部中的小泄漏(例如,泄漏的尺寸小于阈值尺寸或在预定义的小尺寸范围内)。具体地,由于在波纹管的基部处可能经历比在波纹管的侧面处更大的压力,因此与当燃料经由所述侧面的泄漏而泄漏到波纹管中时相比,当燃料经由基部中的泄漏而泄漏到波纹管中时,表观燃料损失速率可能更大(例如,大于阈值速率)。因此,如果在图4A的418处确定燃料补给事件之后的表观燃料损失速率小于阈值速率,则程序400可以前进到424,其中程序400可以包括将初始判断细化为所包括的泄漏是波纹管的侧面的小泄漏(例如,泄漏的尺寸小于阈值尺寸或在预定义的小尺寸范围内)。
无论初始判断是否被细化为在422处指示泄漏是在波纹管(例如,291)的基部中还是在424处指示泄漏在波纹管的侧面,程序400都可以前进到426,其中程序400可以包括响应于燃料经济性小于阈值燃料经济性而确定是否更改对波纹管中有小泄漏的初始判断。在一些示例中,阈值燃料经济性可以处于或接近预期燃料经济性(例如,假设燃料系统未劣化的车辆的燃料经济性)。因此,在一个示例中,阈值燃料经济性可以等效于上面在图4A的406处讨论的阈值燃料经济性。具体地并且如上文在图4A的406处进一步讨论的,当燃料经济性低于预期时,无论实际加燃料曲线与预期加燃料曲线的偏差如何,程序400都可以推断出燃料箱(例如,144)(而不是波纹管)具有泄漏。
因此,如果燃料经济性小于预期燃料经济性,则程序400可以前进到428,其中程序400可以包括更改初始判断并确定指示燃料箱(例如,144)具有小泄漏的劣化状态。如果燃料经济性大于或等于阈值燃料经济性,则程序400可以前进到430,其中程序400可以包括不更改初始判断(例如,在图4A的414处生成并在422或424处细化)并确定指示波纹管(例如,291)具有小泄漏的劣化状态。在430处确定的劣化状态还可以指示小泄漏在波纹管的基部中(如果在418处确定燃料补给事件之后的表观燃料损失速率大于或等于阈值速率),或者小泄漏在波纹管的侧面(如果在418处确定燃料补给事件之后的表观燃料损失速率小于阈值速率)。
替代地并且现在返回到图4A,泄漏可能相对较大(例如,大于或等于阈值尺寸或在预定义的大尺寸范围内,其中预定义的大尺寸范围可以大于预定义的小尺寸范围并且不与其重叠),使得在燃料补给事件期间可能出现与预期燃料水平的偏差(例如,一旦燃料水平到达泄漏位置,燃料就可以通过相对较大泄漏)。因此,可以确定燃料补给事件期间的实际加燃料曲线与燃料补给事件期间的预期加燃料曲线有偏差,和/或可以确定燃料补给事件的持续时间大于预期时间。在此类情况下,偏差可以表征在以下两个状态中的一者或多者中:(i)在预期波纹管(例如,291)达到最大压缩之前;以及(ii)在预期波纹管达到最大压缩之后并且在预期燃料水平达到100%之前。因此,程序400可以前进到420,其中程序400可以包括确定在预期波纹管达到最大压缩之前(例如,在状态(i)期间)的实际加燃料曲线是否与在预期波纹管达到最大压缩之前(例如,在状态(i)期间)的预期加燃料曲线匹配。
现在继续到图4B,如果在图4A的420处确定在预期波纹管(例如,291)达到最大压缩之前的实际加燃料曲线与在预期波纹管达到最大压缩之前的预期加燃料曲线匹配,则程序400可以前进到432,其中程序400可以包括将初始判断细化为所包括的泄漏是波纹管的基部中的大泄漏(例如,泄漏的尺寸大于或等于阈值尺寸或在预定义的大尺寸范围内)。具体地,当波纹管的基部具有大泄漏时,燃料水平可能继续基本上有增无减地上升。然而,代替波纹管随着燃料水平上升而压缩直到达到最大压缩的是,至少一些燃料可以替代地进入波纹管的内部体积。因而,在预期波纹管达到最大压缩之前的实际加燃料曲线可以与在预期波纹管达到最大压缩之前(例如,在状态(i)期间)的预期加燃料曲线匹配。然而,当波纹管的基部具有大泄漏时,在预期波纹管达到最大压缩之后(例如,在状态(ii)期间)的实际燃料水平可能与在预期波纹管达到最大压缩之后(例如,在状态(ii)期间)的预期燃料水平有偏差,因为实际燃料水平可能会继续以相同速率上升,而不是以(预期)增加的速率上升,这是由于基部中的大泄漏阻止波纹管压缩并允许燃料继续进入波纹管。
相反,如果在图4A的420处确定在预期波纹管(例如,291)达到最大压缩之前的实际加燃料曲线与在预期波纹管达到最大压缩之前的预期加燃料曲线有偏差,则程序400可以前进到434,其中程序400可以包括将初始判断细化为所包括的泄漏是波纹管的侧面中的大泄漏(例如,泄漏的尺寸大于或等于阈值尺寸或在预定义的大尺寸范围内)。具体地,由于大泄漏可以经由波纹管的内部体积和端口(例如,293)将燃料箱(例如,144)流体地联接到周围大气,因此波纹管可能不会如预期的那样压缩并且燃料箱内的燃料水平上升的速率可能相应地与预期值有偏差。如果大泄漏在波纹管的侧面,则燃料可能不会进入波纹管,直到燃料水平上升到足够高以进入大泄漏。当燃料水平达到泄漏时,燃料可以进入波纹管,由此减慢燃料箱(例如,144)内的燃料水平上升的速率,直到波纹管的内部体积内的燃料水平与燃料箱中的燃料水平匹配(此后,实际加燃料曲线可以与预期加燃料曲线匹配,直到波纹管预期达到最大压缩)。因而,在预期波纹管达到最大压缩之前的实际加燃料曲线可能与在预期波纹管达到最大压缩之前(例如,在状态(i)的至少一部分期间)的预期加燃料曲线匹配有偏差。此外,当波纹管的侧面具有大泄漏时,在预期波纹管达到最大压缩之后(例如,在状态(ii)期间)的实际燃料水平可能与在预期波纹管达到最大压缩之后(例如,在状态(ii)期间)的预期燃料水平有偏差,因为实际燃料水平可能会继续以相同速率上升,而不是以(预期)增加的速率上升,这是由于侧面的大泄漏阻止波纹管压缩并允许燃料继续进入波纹管。
无论初始判断是否被细化为在432处指示泄漏是在波纹管(例如,291)的基部中还是在434处指示泄漏在波纹管的侧面,程序400都可以前进到436,其中程序400可以包括响应于燃料经济性小于阈值燃料经济性而确定是否更改对波纹管中有大泄漏的初始判断。在一些示例中,阈值燃料经济性可以处于或接近预期燃料经济性(例如,假设燃料系统未劣化的车辆的燃料经济性)。因此,在一个示例中,阈值燃料经济性可以等效于上面在图4A的406处讨论的阈值燃料经济性。具体地并且如上文在图4A的406处进一步讨论的,当燃料经济性低于预期时,无论实际加燃料曲线与预期加燃料曲线的偏差如何,程序400都可以推断出燃料箱(例如,144)(而不是波纹管)具有泄漏。
因此,如果燃料经济性小于预期燃料经济性,则程序400可以前进到438,其中程序400可以包括更改初始判断并确定指示燃料箱(例如,144)具有大泄漏的劣化状态。如果燃料经济性大于或等于阈值燃料经济性,则程序400可以前进到440,其中程序400可以包括不更改初始判断(例如,在图4A的414处生成并在432或434处细化)并确定指示波纹管(例如,291)具有大泄漏的劣化状态。在440处确定的劣化状态还可以指示大泄漏在波纹管的基部中(如果在预期波纹管达到最大压缩时之前的实际加燃料曲线在420处被确定为与在预期波纹管预期达到最大压缩之前的预期加燃料曲线匹配)或者在波纹管的侧面(如果在预期波纹管达到最大压缩时之前的实际加燃料曲线在420处被确定为与在预期波纹管预期达到最大压缩之前的预期加燃料曲线有偏差)。
现在参考图5至7,至少为了便于比较而示意性地描绘图1和图2的燃料系统(例如,燃料系统140)的波纹管291的三个示例性劣化状态。在燃料箱144填充期间波纹管膨胀程度和燃料水平的差异可以由联接到燃料系统的发动机控制器(例如,控制器212)基于从燃料箱144(图5至图7中未示出)中的燃料水平传感器(例如,234)和外部燃料泵(例如,174,图5至图7中未示出)接收的反馈来确定,使得可以推断出波纹管291的特定劣化状态。
例如并且现在参考图5,示出了描绘处于第一示例性劣化状态的波纹管291的示意图500、525、550和575,其中第一示例性劣化状态包括波纹管未劣化。具体地,示意图500、525、550和575描绘了燃料补给事件之前、期间和之后的连续快照。
从示意图500开始,燃料箱144被示出为将燃料224填充到燃料水平502。燃料箱144进一步被示出为联接到燃料加注管211,其中燃料加注管可操作以用附加燃料224填充燃料箱。波纹管291被示出为定位在燃料箱144内并附连到所述燃料箱的内部,并且处于最大膨胀配置(例如,波纹管以最大程度501膨胀)。波纹管291进一步被示出为经由端口293联接到周围环境,使得燃料箱144中(例如,燃料224上方)的燃料蒸气压力可以维持在或接近周围环境的环境压力。
在示意图525处,经由燃料加注管211主动地将燃料224供应到燃料箱144。因此,燃料224可以将燃料箱144至少填充到高于燃料水平502的燃料水平527,并且波纹管291可以因其压缩530,直到达到最大压缩配置(例如,波纹管以低于最大程度501的最小程度526膨胀)。如进一步所示,在波纹管291的压缩530期间,可以经由端口293从中排出波纹管内的空气。
在示意图550处,燃料224不再经由燃料加注管211供应到燃料箱144,并且燃料水平552增加到高于燃料水平502和527中的每一者(例如,处于或接近100%)。具体地,尽管波纹管291先前达到最大压缩配置,但是燃料224继续填充直到达到燃料水平552并且波纹管被部分地浸没。此外,因为波纹管291已经达到最大压缩配置,所以波纹管内没有另外的空气可以经由端口293从中排出。
在示意图575处,燃料224被主动地泵送到发动机(例如,110;图5中未示出)。因此,仍留在燃料箱144中的燃料224可以从燃料水平552下降到燃料水平577,并且波纹管291可以因其膨胀580,直到达到最大膨胀配置(例如,波纹管以最大程度501膨胀)。如进一步所示,在波纹管291的膨胀580期间,波纹管内的空气可以经由端口293重新进入其内部空间。
现在参考图6,示出了描绘处于第二示例性劣化状态的波纹管291的示意图600、625、650和675,其中第二示例性劣化状态包括波纹管的侧面610具有破裂603。具体地,示意图600、625、650和675描绘了燃料补给事件之前、期间和之后的连续快照。
从示意图600开始,燃料箱144被示出为将燃料224填充到燃料水平602。燃料箱144进一步被示出为联接到燃料加注管211,其中燃料加注管可操作以用附加燃料224填充燃料箱。波纹管291被示出为定位在燃料箱144内并附连到所述燃料箱的内部,并且处于最大膨胀配置(例如,波纹管以最大程度501膨胀)。波纹管291被进一步示出为经由端口293联接到周围环境。
在示意图625处,经由燃料加注管211主动地将燃料224供应到燃料箱144。因此,燃料224可以将燃料箱144至少填充到高于燃料水平602的燃料水平627。然而,由于破裂603,当燃料224被供应到燃料箱144时波纹管291可能基本上不会压缩,使得波纹管可以保持达到最大膨胀配置(例如,波纹管保持以或接近最大程度501膨胀)。如进一步所示,由于燃料水平627包括破裂603,因此燃料224可以经由破裂进入波纹管291的内部体积并排出波纹管内的空气(其可以经由端口293从中排出)。
在示意图650处,燃料224不再经由燃料加注管211供应到燃料箱144,并且燃料水平652增加到高于燃料水平602和627中的每一者(例如,处于或接近100%)。此外,当继续填充燃料224直到达到燃料水平652并且波纹管291被部分地浸没时,燃料也会继续通过破裂603溢入到波纹管的内部体积中。然而,由于燃料224不再经由燃料加注管211供应到燃料箱144,因此波纹管291内的空气不再经由端口293从中排出。
在示意图675处,燃料224被主动地泵送到发动机(例如,110;图6中未示出)。因此,仍留在燃料箱144中的燃料224可以从燃料水平652下降到低于破裂603的燃料水平677。由于破裂603,波纹管291仍然可以维持在最大膨胀配置(例如,波纹管可以保持以最大程度501膨胀)。然而,波纹管291的内部空间可以包括燃料224的至少一部分,所述至少一部分经由破裂603进入,并且一旦燃料水平下降到低于破裂(如图所示),也可以经由破裂注入到燃料箱144中。如进一步所示,当燃料224经由破裂603从波纹管291排出时,波纹管内的空气可以经由端口293重新进入其内部空间。
现在参考图7,示出了描绘处于第二示例性劣化状态的波纹管291的示意图700、725、750和775,其中第二示例性劣化状态包括波纹管的侧面710具有破裂703。具体地,示意图700、725、750和775描绘了燃料补给事件之前、期间和之后的连续快照。
从示意图700开始,燃料箱144被示出为将燃料224填充到燃料水平702。燃料箱144进一步被示出为联接到燃料加注管211,其中燃料加注管可操作以用附加燃料224填充燃料箱。波纹管291被示出为定位在燃料箱144内并附连到所述燃料箱的内部,并且处于最大膨胀配置(例如,波纹管291以最大程度501膨胀)。波纹管291被进一步示出为经由端口293联接到周围环境。
在示意图725处,经由燃料加注管211主动地将燃料224供应到燃料箱144。因此,燃料224可以将燃料箱144至少填充到高于燃料水平702的燃料水平727。然而,由于破裂703,当燃料224被供应到燃料箱144时波纹管291可能基本上不会压缩,使得波纹管可以保持达到最大膨胀配置(例如,波纹管保持以或接近最大程度501膨胀)。如进一步所示,由于燃料水平727包括破裂703,因此燃料224可以经由破裂进入波纹管291的内部体积并排出波纹管内的空气(其可以经由端口293从中排出)。
在示意图750处,燃料224不再经由燃料加注管211供应到燃料箱144,并且燃料水平752增加到高于燃料水平702和727中的每一者(例如,处于或接近100%)。此外,当继续填充燃料224直到达到燃料水平752并且波纹管291被部分地浸没时,燃料也会继续通过破裂703溢入出到波纹管的内部体积中。然而,由于燃料224不再经由燃料加注管211供应到燃料箱144,因此波纹管291内的空气不再经由端口293从中排出。
在示意图775处,燃料224被主动地泵送到发动机(例如,110;图7中未示出)。因此,仍留在燃料箱144中的燃料224可以从燃料水平752下降到低于破裂703的燃料水平777。由于破裂703,波纹管291仍然可以维持在最大膨胀配置(例如,波纹管可以保持以最大程度501膨胀)。然而,波纹管291的内部空间可以包括燃料224的至少一部分,所述至少一部分经由破裂703进入,并且一旦燃料水平下降到低于破裂(如图所示),也可以经由破裂注入到燃料箱144中。如进一步所示,当燃料224经由破裂703从波纹管291排出时,波纹管内的空气可以经由端口293重新进入其内部空间。
参考图8,描绘了示出在示例性燃料补给事件之前、期间和之后五个示例性燃料箱的燃料水平的示例性曲线图800。其中,横坐标表示时间,并且纵坐标表示每个相应燃料箱的燃料水平。此外,五个燃料箱中的每一者可以在其中包括相应的波纹管。当未劣化时,波纹管中的每一者可以被配置为将相应燃料箱内的燃料蒸气压力维持在预定压力(诸如周围环境的环境压力)的阈值范围内。
加燃料曲线801指示第一燃料箱的第一燃料水平,所述第一燃料箱包括处于未劣化状态(例如,没有泄漏或破裂)的第一波纹管。如图所示,在t1之前,第一燃料箱的第一燃料水平可以恒定为f1。在t1处,燃料补给事件开始,其中燃料可以恒定速率供应到第一燃料箱。因此,由加燃料曲线801指示的第一燃料水平可以在t1至t5之间以第一斜率增加。此外,在上升的燃料接触第一波纹管时(例如,在t2处),第一波纹管可以与增加的第一燃料水平成比例地压缩。
在t5处,第一波纹管可以达到最大压缩配置,并且第一燃料水平可以以大于第一斜率的第二斜率开始增加,因为(最大程度压缩的)第一波纹管可以占据第一燃料箱内的剩余体积的可供填充的一部分。第一燃料水平可以继续增加,直到在t6处达到f3,其中燃料补给事件完成。在t6之后,第一燃料水平可以保持恒定在f3,直到在后续燃料补给事件中进一步供应燃料,或者直到燃料被泵送到联接到第一燃料箱的发动机以供燃烧。
包括波纹管的给定燃料箱的燃料水平与加燃料曲线801有偏差可以指示波纹管处于劣化状态(例如,具有泄漏)。此外,可以从与加燃料曲线801的偏差的具体细微差别推断出波纹管中的泄漏的尺寸和/或相对位置。作为示例,加燃料曲线802、803、804和805分别对应于包括劣化的波纹管的燃料箱。除非另外示出或描述,否则可以假设加燃料曲线802、803、804和805与加燃料曲线801重叠;因而,下面将仅描述加燃料曲线802、803、804和805与加燃料曲线801的偏差。
具体地,加燃料曲线802指示第二燃料箱的第二燃料水平,所述第二燃料箱包括处于劣化状态的第二波纹管,其中在第二波纹管的侧面存在小泄漏。加燃料曲线802可以遵循加燃料曲线801,直到t8,在此期间,第二燃料水平可以上升到第二波纹管的侧面的小泄漏以上。然而,在t8处,第二波纹管的侧面的小泄漏可能被来自周围燃料的压力所淹没,并且可能允许至少一些燃料进入。因此,在t8至t10之间,第二燃料水平可以以恒定的第三斜率从f3降低到f2,直到来自周围燃料的压力降低到第二波纹管的侧面的小泄漏不再允许燃料进入的点或直到第二波纹管内的燃料水平与第二燃料箱内的第二燃料水平匹配。
加燃料曲线803指示第三燃料箱的第三燃料水平,所述第三燃料箱包括处于劣化状态的第三波纹管,其中在第三波纹管的基部存在小泄漏。加燃料曲线803可以遵循加燃料曲线801,直到t8,在此期间,第三燃料水平可以上升到第三波纹管的基部的小泄漏以上。然而,在t8处,第三波纹管的基部的小泄漏可能被来自周围燃料的压力所淹没,并且可能允许至少一些燃料进入。因此,在t8至t9之间,第三燃料水平可以以恒定的第四斜率从f3降低到f2,直到来自周围燃料的压力降低到第三波纹管的基部的小泄漏不再允许燃料进入的点或直到第三波纹管内的燃料水平与第三燃料箱内的第三燃料水平匹配。值得注意的是,加燃料曲线803的第四斜率可以大于加燃料曲线802的第三斜率,因为第三波纹管的小泄漏在其基部中,所述小泄漏低于第二波纹管中的小泄漏(在其侧面),因此承受来自周围燃料的更大压力。
加燃料曲线804指示第四燃料箱的第四燃料水平,所述第四燃料箱包括处于劣化状态的第四波纹管,其中在第四波纹管的侧面存在大泄漏。加燃料曲线804可以遵循加燃料曲线801,直到t2,其中第四燃料水平可以达到第四波纹管的基部。由于第四波纹管的内部空间可以与第四燃料箱的可供填充的剩余体积流体地联接,因此第四波纹管可以基本上不压缩。因此,在t2至t3之间,第四燃料水平可以以大于第一斜率的第五斜率增加,因为(未压缩的)第四波纹管可以占据第四燃料箱内的剩余体积的可供填充的一部分。
在t3处,第四燃料水平可以上升到第四波纹管的侧面的大泄漏,并且燃料可以开始经由大泄漏进入第四波纹管。因此,在t3至t4之间,第四燃料水平可以特别缓慢地(以低于第一斜率或第五斜率的第六斜率)增加,因为进入第四燃料箱的大多数燃料可以经由大泄漏流入第四波纹管中。然而,在t4处,进入第四波纹管的燃料速率可以与进入第四燃料箱的燃料速率平衡,使得第四燃料箱内的第四燃料水平可以根据第一斜率再次增加。
在t5处,在未劣化的波纹管将处于最大压缩配置的情况下,第四波纹管可以保持未压缩并且经由大泄漏流体地联接到第四燃料箱,使得第四燃料水平可以根据第一斜率继续增加。因此,相对于加燃料曲线801,燃料补给事件的持续时间可能更长,因为第四燃料水平可能更缓慢地(根据第一斜率而不是更大的第二斜率)增加到f3。具体地,与加燃料曲线804相对应的燃料补给事件可以在t7处完成,沿着横坐标,t7被示出为晚于t6。
加燃料曲线805指示第五燃料箱的第五燃料水平,所述第五燃料箱包括处于劣化状态的第五波纹管,其中在第五波纹管的基部存在大泄漏。加燃料曲线805可以遵循加燃料曲线801直到t5,其中未劣化的波纹管将处于最大压缩配置。然而,在t5之前的t2处,第五燃料水平可以上升到第五波纹管的基部的大泄漏,并且燃料可以开始经由大泄漏进入第五波纹管。由于大泄漏在第五波纹管的基部而不是侧面(如在第四波纹管中),因此即使第五燃料水平达到第五波纹管的基部,第五燃料水平也可以根据第一斜率继续增加。
因此,第五波纹管可以在t2之后且经过t5时保持未压缩并且经由大泄漏流体地联接到第五燃料箱。因此,相对于加燃料曲线801,燃料补给事件的持续时间可能更长,因为第五燃料水平可能更缓慢地(根据第一斜率而不是更大的第二斜率)增加到f3。具体地,与加燃料曲线805相对应的燃料补给事件可以在t7处完成,沿着横坐标,t7被示出为晚于t6。
通过这种方式,提供了用于检测燃料系统的燃料箱和波纹管的劣化的系统和方法。在一个示例中,波纹管可以设置在燃料箱内并且与大气流体连通。波纹管可以被配置为在燃料箱填充期间压缩并且在燃料被泵送到联接到燃料系统的发动机时膨胀。因而,当波纹管中不存在泄漏时,燃料箱的燃料蒸气压力可以维持在或接近大气压力。为了被动地检测波纹管中的泄漏,可以在燃料系统的燃料补给期间监测燃料箱的燃料水平和向燃料系统供应燃料的速率中的每一者。在燃料补给期间监测燃料水平和供应燃料的速率的技术效果是,可以构造实际加燃料曲线并分析其与预期加燃料曲线的偏差,所述偏差指示波纹管或燃料箱的劣化。通过进一步考虑燃料补给事件之后的燃料经济性偏差,可以确定波纹管或燃料箱是否劣化。在一些示例中,可以分析偏差的细微差别以识别泄漏的尺寸和位置。因此,可以在不主动更改燃料系统操作或实施专用传感器或致动器的情况下诊断燃料箱和波纹管的劣化状态。
在一个示例中,一种方法包括:在发起对车辆燃料箱燃料补给时,通过完成所述燃料补给来监测所述车辆燃料箱中的燃料水平;以及基于所述受监测燃料水平来指示联接到所述燃料箱的波纹管的劣化。所述方法的第一示例还包括确定所述燃料补给完成之后的车辆燃料经济性,其中指示所述波纹管的所述劣化是进一步基于所述确定的车辆燃料经济性。所述方法的第二示例(任选地包括所述方法的第一示例)还包括其中基于所述受监测燃料水平指示所述波纹管的所述劣化包括:通过绘制所述受监测燃料水平相对于时间的曲线图来确定加燃料曲线;以及将所述加燃料曲线与预期加燃料曲线进行比较,并且其中指示所述波纹管的所述劣化是响应于所述加燃料曲线与所述预期加燃料曲线有偏差。所述方法的第三示例(任选地包括所述方法的第一示例和第二示例中的一者或多者)还包括确定在所述燃料补给期间供应到所述车辆燃料箱的燃料的速率,并且其中所述预期加燃料曲线包括对于所确定的燃料供应速率随时间推移的预期燃料水平的曲线图。所述方法的第四示例(任选地包括所述方法的第一示例至第三示例中的一者或多者)还包括其中所述加燃料曲线与所述预期加燃料曲线有偏差包括所述受监测燃料水平小于所述预期燃料水平持续所述燃料补给的至少一部分。
在另一个示例中,一种系统,其包括:燃料箱;设置在所述燃料箱内的波纹管,所述波纹管被配置为将所述燃料箱的燃料蒸气压力维持在周围环境的环境压力的阈值范围内;燃料水平传感器,所述燃料水平传感器设置在所述燃料箱内;以及控制器,所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中,所述指令可执行以:在燃料补给事件期间基于来自所述燃料水平传感器的反馈来监测所述燃料箱的燃料水平;并且响应于生成对所述波纹管中的泄漏的指示,基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的位置和所述波纹管中的所述泄漏的尺寸中的一者或多者。所述系统的第一示例还包括其中所述指令还可执行以响应于检测到所述受监测燃料水平与所述燃料箱的预期燃料水平有偏差,生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示。所述系统的第二示例(任选地包括所述系统的第一示例)还包括其中所述控制器经由无线网络可通信地耦合到外部燃料泵,所述外部燃料泵可操作以在所述燃料箱中分配燃料,并且其中所述指令还可执行以:经由所述无线网络从所述外部燃料泵接收指示在所述燃料补给事件期间的加燃料速率的信号;并且基于所述接收到的信号来确定所述预期燃料水平。所述系统的第三示例(任选地包括所述系统的第一示例和第二示例中的一者或多者)还包括其中所述指令还可执行以确定一定持续时间内的燃料经济性,所述持续时间在所述燃料补给事件完成之后或完成时开始并且在发起后续燃料补给事件之前或发起时终止,并且其中进一步响应于所确定的燃料经济性大于或等于阈值燃料经济性而生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示。所述系统的第四示例(任选地包括所述系统的第一示例至第三示例中的一者或多者)还包括其中所述指令还可执行以响应于检测到所述受监测燃料水平与所述预期燃料水平有偏差和所确定的燃料经济性小于所述阈值燃料经济性中的每一者,生成对所述燃料箱中的泄漏的指示。所述系统的第五示例(任选地包括所述系统的第一示例至第四示例中的一者或多者)还包括其中所述指令还可执行以:在所述燃料补给事件之后继续监测所述燃料水平;以及响应于生成对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示:响应于在所述燃料补给事件期间检测到表观燃料损失,确定所述燃料箱中的所述泄漏的尺寸在大尺寸范围内;并且响应于在所述燃料补给事件期间没有检测到表观燃料损失并且进一步响应于在所述燃料补给事件之后检测到所述表观燃料损失,确定所述燃料箱中的所述泄漏的所述尺寸在小尺寸范围内,所述小尺寸范围小于所述大尺寸范围并且不与所述大尺寸范围重叠,并且其中检测到所述受监测燃料水平与所述预期燃料水平有偏差包括检测到所述表观燃料损失。所述系统的第六示例(任选地包括所述系统的第一示例至第五示例中的一者或多者)还包括其中所述指令还可执行以在所述燃料补给事件之后继续监测所述燃料水平,其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置和所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者包括基于所述受监测燃料水平来确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸,其中基于所述受监测燃料水平来确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸包括:响应于在所述燃料补给事件期间检测到表观燃料损失,确定所述波纹管中的所述泄漏的尺寸在大尺寸范围内;并且响应于在所述燃料补给事件期间没有检测到表观燃料损失并且进一步响应于在所述燃料补给事件之后检测到所述表观燃料损失,确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸在小尺寸范围内,所述小尺寸范围小于所述大尺寸范围并且不与所述大尺寸范围重叠,并且其中检测到所述受监测燃料水平与所述预期燃料水平有偏差包括检测到所述表观燃料损失。所述系统的第七示例(任选地包括所述系统的第一示例至第六示例中的一者或多者)还包括其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置和所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者还包括基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置,并且其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置包括:响应于确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸在所述小尺寸范围内并且所述表观燃料损失的速率小于阈值速率,确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置在所述波纹管的侧面;并且响应于确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸在所述小尺寸范围内并且所述表观燃料损失的所述速率大于或等于所述阈值速率,确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置在所述波纹管的基部中。所述系统的第八示例(任选地包括所述系统的第一示例至第七示例中的一者或多者)还包括其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置和所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者还包括基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置,并且其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置包括:响应于确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸在所述大尺寸范围内并且在所述燃料补给事件期间且在所述波纹管的最大压缩之前所述受监测燃料水平与所述燃料箱的所述预期燃料水平匹配,确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置在所述波纹管的基部中;并且响应于确定所述波纹管中的所述泄漏的所述尺寸在所述大尺寸范围内并且在所述燃料补给事件期间和在所述波纹管的所述最大压缩之前检测到所述受监测燃料水平与所述燃料箱的所述预期燃料水平有偏差,确定所述泄漏在所述波纹管中的所述位置在所述波纹管的侧面。所述系统的第九示例(任选地包括所述系统的第一示例至第八示例中的一者或多者)还包括端口,所述端口将所述波纹管流体地联接到所述周围环境。
在又一示例中,一种用于车辆的方法,所述方法包括在对所述车辆的燃料箱燃料补给之后:在所述燃料补给的持续时间内确定所述燃料箱的实际燃料水平和所述燃料箱的预期燃料水平;以及响应于所述实际燃料水平与所述预期燃料水平有偏差而识别所述燃料箱或联接到所述燃料箱的波纹管中的泄漏,所述波纹管被配置为将所述燃料箱的燃料蒸气压力维持在预定范围内。所述方法的第一示例还包括响应于识别出所述泄漏并且所述燃料补给的所述持续时间比预期时间长,推断所述泄漏的尺寸大于或等于阈值尺寸;并且响应于识别出所述泄漏并且所述燃料补给的所述持续时间与预期时间一样长,推断所述泄漏的所述尺寸小于所述阈值尺寸。所述方法的第二示例(任选地包括所述方法的第一示例)还包括在所述燃料补给之后,确定所述车辆的燃料经济性,其中响应于所述燃料经济性大于或等于阈值燃料经济性而识别出所述泄漏在所述波纹管中,并且其中响应于所述燃料经济性小于所述阈值燃料经济性而识别出所述泄漏在所述燃料箱中。所述方法的第三示例(任选地包括所述方法的第一示例和第二示例中的一者或多者)还包括在识别出所述泄漏之后,向所述车辆的操作员显示指示所述泄漏存在的通知。所述方法的第四示例(任选地包括所述方法的第一示例至第三示例中的一者或多者)还包括在识别出所述泄漏之后,更改一个或多个车辆工况以减少所述燃料箱中的过量燃料蒸气,其中更改所述一个或多个车辆工况包括以下一者或多者:更改发动机转速和发动机负荷中的一者或多者;以及进入所述车辆的电动驱动模式。
应当理解,本文中公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制性含义,因为众多变化是可能的。此外,除非明确地相反指出,否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性,而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。
所附权利要求特别地指出被视为新颖和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同,都被视为包括在本公开的主题内。
Claims (15)
1.一种方法,其包括:
在发起对车辆燃料箱燃料补给时,通过完成所述燃料补给来监测所述车辆燃料箱中的燃料水平;以及
基于所述受监测燃料水平来指示所述车辆燃料箱或联接到所述燃料箱的波纹管的劣化。
2.根据权利要求1所述的方法,其中基于所述受监测燃料水平指示所述车辆燃料箱或所述波纹管的所述劣化包括:
通过绘制所述受监测燃料水平相对于时间的曲线图来确定加燃料曲线;以及
将所述加燃料曲线与预期加燃料曲线进行比较,并且
其中指示所述车辆燃料箱或所述波纹管的所述劣化是响应于所述加燃料曲线与所述预期加燃料曲线有偏差。
3.根据权利要求2所述的方法,其还包括确定在所述燃料补给期间供应到所述车辆燃料箱的燃料的速率,
其中所述预期加燃料曲线包括对于所确定的燃料供应速率随时间推移的预期燃料水平的曲线图,并且
其中所述加燃料曲线与所述预期加燃料曲线有偏差包括所述受监测燃料水平小于所述预期燃料水平持续所述燃料补给的至少一部分。
4.一种系统,其包括:
燃料箱;
设置在所述燃料箱内的波纹管,所述波纹管被配置为将所述燃料箱的燃料蒸气压力维持在周围环境的环境压力的阈值范围内;
燃料水平传感器,所述燃料水平传感器被设置在所述燃料箱内;以及
控制器,所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中,所述指令可执行以:
在燃料补给事件期间基于来自所述燃料水平传感器的反馈来监测所述燃料箱的燃料水平;并且
响应于生成对所述波纹管中的泄漏的指示或对所述燃料箱中的泄漏的指示,基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的位置和所述泄漏的尺寸中的一者或多者。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述指令还可执行以响应于检测到所述受监测燃料水平与所述燃料箱的预期燃料水平有偏差,生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示或对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示。
6.根据权利要求5所述的系统,其中所述控制器经由无线网络可通信地耦合到外部燃料泵,所述外部燃料泵可操作以在所述燃料箱中分配燃料,并且
其中所述指令还可执行以:
经由所述无线网络从所述外部燃料泵接收指示在所述燃料补给事件期间的加燃料速率的信号;并且
基于所述接收到的信号来确定所述预期燃料水平。
7.根据权利要求5所述的系统,其中所述指令还可执行以确定一定持续时间内的燃料经济性,所述持续时间在所述燃料补给事件完成之后或完成时开始并且在发起后续燃料补给事件之前或发起时终止,
其中进一步响应于所确定的燃料经济性小于阈值燃料经济性而生成对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示,并且
其中进一步响应于所确定的燃料经济性大于或等于所述阈值燃料经济性而生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示。
8.根据权利要求5所述的系统,其中所述指令还可执行以:
在所述燃料补给事件之后继续监测所述燃料水平;以及
响应于生成对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示:
响应于在所述燃料补给事件期间检测到表观燃料损失,确定所述泄漏的所述尺寸在大尺寸范围内;并且
响应于在所述燃料补给事件期间没有检测到表观燃料损失并且进一步响应于在所述燃料补给事件之后检测到所述表观燃料损失,确定所述泄漏的所述尺寸在小尺寸范围内,所述小尺寸范围小于所述大尺寸范围并且不与所述大尺寸范围重叠,并且
其中检测到所述受监测燃料水平与所述预期燃料水平有偏差包括检测到所述表观燃料损失。
9.根据权利要求5所述的系统,其中所述指令还可执行以:
在所述燃料补给事件之后继续监测所述燃料水平,
其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置和所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者包括基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述尺寸,
其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述尺寸包括响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示:
响应于在所述燃料补给事件期间检测到表观燃料损失,确定所述泄漏的所述尺寸在大尺寸范围内;并且
响应于在所述燃料补给事件期间没有检测到表观燃料损失并且进一步响应于在所述燃料补给事件之后检测到所述表观燃料损失,确定所述泄漏的所述尺寸在小尺寸范围内,所述小尺寸范围小于所述大尺寸范围并且不与所述大尺寸范围重叠,并且
其中检测到所述受监测燃料水平与所述预期燃料水平有偏差包括检测到所述表观燃料损失。
10.根据权利要求9所述的系统,其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置和所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者还包括基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置,并且
其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置包括响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示:
响应于确定所述泄漏的所述尺寸在所述小尺寸范围内并且所述表观燃料损失的速率小于阈值速率,确定所述泄漏的所述位置在所述波纹管的侧面;并且
响应于确定所述泄漏的所述尺寸在所述小尺寸范围内并且所述表观燃料损失的所述速率大于或等于所述阈值速率,确定所述泄漏的所述位置在所述波纹管的基部中。
11.根据权利要求9所述的系统,其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置和所述泄漏的所述尺寸中的所述一者或多者还包括基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置,并且
其中基于所述受监测燃料水平来确定所述泄漏的所述位置包括响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示:
响应于确定所述泄漏的所述尺寸在所述大尺寸范围内并且在所述燃料补给事件期间且在所述波纹管的最大压缩之前所述受监测燃料水平与所述燃料箱的所述预期燃料水平匹配,确定所述泄漏的所述位置在所述波纹管的基部中;并且
响应于确定所述泄漏的所述尺寸在所述大尺寸范围内并且在所述燃料补给事件期间且在所述波纹管的所述最大压缩之前检测到所述受监测燃料水平与所述燃料箱的所述预期燃料水平有偏差,确定所述泄漏的所述位置在所述波纹管的侧面。
12.根据权利要求4所述的系统,其还包括端口,所述端口将所述波纹管流体地联接到所述周围环境。
13.根据权利要求4所述的系统,其中所述指令还可执行以响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示或对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示:
响应于所述燃料补给事件的持续时间比预期时间长,推断所述泄漏的所述尺寸大于或等于阈值尺寸;并且
响应于所述燃料补给事件的所述持续时间与预期时间一样长,推断所述泄漏的所述尺寸小于所述阈值尺寸。
14.根据权利要求4所述的系统,其中所述指令还可执行以响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示或对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示,向车辆操作员显示指示所述泄漏存在的通知。
15.根据权利要求4所述的系统,其中所述指令还可执行以响应于生成对所述波纹管中的所述泄漏的所述指示或对所述燃料箱中的所述泄漏的所述指示,更改一个或多个车辆工况以减少所述燃料箱中的过量燃料蒸气,并且
其中更改所述一个或多个车辆工况包括以下一者或多者:
更改发动机转速和发动机负荷中的一者或多者;以及
进入电动驱动模式。
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