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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/405,456, die am 21. Oktober 2010 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Diagnose von Fehlern in Unterdruckpumpen von Kraftstoffsystemen und eine Diagnose von Lecks in Kraftstoffsystemen.
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HINTERGRUND
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Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient den Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Arbeit der derzeit bezeichneten Erfinder in dem Maße, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, wie auch Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung nicht anderweitig als Stand der Technik qualifizieren können, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zulässig.
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Brennkraftmaschinen verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff, um Drehmoment zu erzeugen. Der Kraftstoff des Luft/Kraftstoff-Gemisches kann eine Kombination von flüssigem Kraftstoff und dampfförmigem Kraftstoff sein. Ein Kraftstoffsystem wird zur Lieferung von flüssigem Kraftstoff und dampfförmigem Kraftstoff an die Maschine verwendet. Ein Kraftstoffinjektor versorgt die Maschine mit flüssigem Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank gezogen wird. Das Kraftstoffsystem kann ein Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem (EVAP von engl.: ”evaporative emission control system”)) aufweisen, das die Maschine mit Kraftstoffdampf versorgt, der von einem Kanister gezogen wird.
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Allgemein ist flüssiger Kraftstoff in dem Kraftstofftank enthalten. Unter einigen Umständen kann der flüssige Kraftstoff verdampfen und Kraftstoffdampf bilden. Der Kanister speichert den Kraftstoffdampf. Das EVAP-System weist ein Spülventil und ein Entlüftungsventil auf. Ein Betrieb der Maschine bewirkt die Bildung eines Unterdrucks (geringer Druck relativ zu atmosphärischem Druck) in einem Ansaugkrümmer der Maschine. Der Unterdruck in dem Ansaugkrümmer und eine Betätigung der Spül- und Entlüftungsventile ermöglicht ein Ziehen des Kraftstoffdampfs in den Ansaugkrümmer, wodurch der Kraftstoffdampf von dem Kanister zu dem Ansaugkrümmer gespült wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Steuersystem weist ein Schaltventilsteuermodul, ein Druckbestimmungsmodul und ein Kraftstoffsystemdiagnosemodul auf. Das Schaltventilsteuermodul betätigt ein Schaltventil in einem Kraftstoffsystem eines Fahrzeugs zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei die erste Position eine Saugseite einer Unterdruckpumpe in dem Kraftstoffsystem zu einer Atmosphäre entlüftet und die zweite Position die Saugseite der Unterdruckpumpe von der Atmosphäre abdichtet. Das Druckbestimmungsmodul bestimmt einen ersten Druck an der Saugseite der Unterdruckpumpe, wenn das Schaltventil in der ersten Position ist, und bestimmt einen zweiten Druck an der Saugseite der Unterdruckpumpe, wenn das Schaltventil in der zweiten Position ist. Das Kraftstoffsystemdiagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler in der Unterdruckpumpe auf Grundlage des ersten Drucks und des zweiten Drucks.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Offenbarung zu beschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
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1 ein Funktionsblockschaubild eines Kraftstoffsystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein Funktionsblockschaubild eines Steuersystems für Verdunstungsleckprüfung (ELC von engl.: ”evaporative leak check”) gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist; und
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3 ein Flussdiagramm ist, das Schritte eines ELC-Steuerverfahrens gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Gebräuche zu beschränken. Zu Zwecken der Klarheit sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung ähnlicher Elemente verwendet. Die hier verwendete Formulierung ”zumindest eines aus A, B und C” ist so auszulegen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ohne Änderung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden können.
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Der hier verwendete Begriff ”Modul” kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine elektronische Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein Field Programmable Gate Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder alle der obigen; wie in einem System-on-Chip betreffen, Teil davon sein oder umfassen. Der Begriff ”Modul” kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) aufweisen, der durch den Prozessor ausgeführten Code speichert.
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Der Begriff ”Code”, wie oben verwendet ist, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode aufweisen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte betreffen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt”, wie oben verwendet ist, bedeutet, dass einiger oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann einiger oder der gesamte Code von mehreren Modulen durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe”, wie oben verwendet ist, bedeutet, dass einiger oder der gesamte Code von einem einzelnen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann einiger oder der gesamte Code von einem einzelnen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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Die Vorrichtungen und Verfahren, die hier beschrieben sind, können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert sein, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen prozessorausführbare Anweisungen, die an einem nicht flüchtigen konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten aufweisen. Nicht beschränkende Beispiele des nicht flüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicher, Magnetspeicher und optische Speicher.
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Ein Kraftstoffsystem enthält typischerweise ein Kraftstoffdampfrückhalte-(EVAP)-System und ein EVAP-Leckprüfungs-(ELC)-System, das in Bezug auf Lecks in dem EVAP-System prüft. Das ELC-System enthält ein Schaltventil, eine Unterdruckpumpe, eine Referenzmündung und einen Drucksensor an einer Saugseite der Unterdruckpumpe. Der Drucksensor detektiert einen ersten Druck, wenn die Unterdruckpumpe in den ausgeschalteten Zustand angewiesen ist und das Schaltventil in einer Entlüftungsposition steht. Der erste Druck repräsentiert einen barometrischen (d. h. atmosphärischen) Druck, wenn die Unterdruckpumpe ausgeschaltet ist, wie angewiesen ist. Die Unterdruckpumpe wird dann eingeschaltet, die Ventile in dem Kraftstoffsystem werden eingestellt, der Drucksensor detektiert andere Drücke, und Lecks in dem EVAP-System werden auf Grundlage des ersten Drucks und der anderen Drücke festgestellt.
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Leckprüfungen werden typischerweise Stunden nach einer Abschaltung des Fahrzeugs ausgeführt. Wenn ein Fahrzeug abgeschaltet wird, befindet sich ein Steuermodul für das Kraftstoffsystem normalerweise in einem Schlafmodus, in dem das Steuermodul keine externe Kommunikation besitzt und mit geringer Leistung arbeitet. Vor einer Leckprüfung schaltet das Steuermodul in einen Wachmodus, in dem das Steuermodul eine externe Kommunikation besitzt und mit voller Leistung arbeitet.
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Gelegentlich kann die Unterdruckpumpe beispielsweise aufgrund einer fehlerhaften Verdrahtung oder eines Fehlers in dem Steuermodul hängen bleiben. Wenn die Unterdruckpumpe hängen bleibt, bevor das Steuermodul aufgewacht ist oder wenn das Steuermodul erwacht (d. h. in den Wachmodus schaltet), erzeugt die Unterdruckpumpe dann einen Unterdruck in dem EVAP-System, und der erste Druck kann möglicherweise nicht den barometrischen Druck repräsentieren. Da Lecks auf der Basis festgestellt werden, dass der erste Druck den barometrischen Druck repräsentiert, können Lecks fehlerhaft festgestellt werden, und/oder können möglicherweise nicht festgestellt werden, wenn die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist.
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Einige ELC-Steuersysteme detektieren den ersten Druck, wenn das Steuermodul anfänglich erwacht, und detektieren dann einen zweiten Druck unter denselben Bedingungen, wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist. Falls die Unterdruckpumpe hängen bleibt, wenn das Steuermodul erwacht, erzeugt die Unterdruckpumpe einen Unterdruck in dem EVAP-System und der zweite Druck ist kleiner als der erste Druck. In diesem Fall kann die Druckdifferenz dazu verwendet werden, um festzustellen, ob die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist. Wenn die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist, bevor das Steuermodul erwacht, ist der zweite Druck gleich dem ersten Druck. In diesem Fall kann ein Fehler eines Hängenbleibens in der Unterdruckpumpe möglicherweise nicht festgestellt werden.
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Ein ELC-Steuersystem und -verfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung verwendet das Schaltventil, um festzustellen, wann die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist, ungeachtet dessen, ob die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist, bevor oder wenn das Steuermodul erwacht. Ein erster Druck wird detektiert, wenn die Unterdruckpumpe in den ausgeschalteten Zustand angewiesen wird und das Schaltventil in der Entlüftungsposition ist. Ein zweiter Druck wird detektiert, wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist, die Unterdruckpumpe in den ausgeschalteten Zustand angewiesen ist und das Schaltventil in einer Pumpposition steht.
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Der erste Druck und der zweite Druck sind beide gleich dem barometrischen Druck, wenn die Unterdruckpumpe ausgeschaltet ist. In einem abgedichteten Kraftstoffsystem ist der zweite Druck kleiner als der erste Druck, wenn die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist, ungeachtet dessen, ob die Unterdruckpumpe einschaltet, bevor oder sobald das Steuermodul erwacht. Dieser Unterschied besteht in jedem Fall, da die Unterdruckpumpe einen stärkeren Unterdruck erzeugt, wenn sich das Schaltventil in der Pumpposition befindet, relativ dazu, wenn das Schaltventil in der Entlüftungsposition ist. Somit wird ein Fehler eines Hängenbleibens in der Unterdruckpumpe festgestellt, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck größer als eine Schwelle ist.
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Auf diese Art und Weise stellt ein ELC-Steuersystem und -verfahren der vorliegenden Offenbarung fest, wenn die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist, bevor eine Leckprüfung ausgeführt ist. Zusätzlich werden Prüfungen bezüglich Lecks in einem EVAP-System abgebrochen, wenn die Unterdruckpumpe hängen geblieben ist. Seinerseits werden eine falsche Feststellung von Lecks in dem EVAP-System und ein Fehler beim Feststellen von Lecks in dem EVAP-System vermieden.
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Obwohl es im Kontext eines abgedichteten Kraftstoffsystems beschrieben ist, sei zu verstehen, dass ein ELC-Steuersystem und -verfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung auch auf ein nicht abgedichtetes Kraftstoffsystem anwendbar sind. In einem abgedichteten Kraftstoffsystem ist das Entlüftungsventil normalerweise geschlossen, kann jedoch beim Spülen von Kraftstoff zu der Maschine, einer Ausführung von Kraftstoffsystemdiagnose und/oder während eines Nachtankens geöffnet werden. In einem nicht abgedichteten Kraftstoffsystem ist das Entlüftungsventil normalerweise offen, kann jedoch für Kraftstoffsystemdiagnose geschlossen werden.
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Auch erzeugt in einem nicht abgedichteten Kraftstoffsystem eine Betätigung des Schaltventils aus der Entlüftungsposition in die Pumpposition, wenn die Unterdruckpumpe eingeschaltet ist, einen schwächeren Unterdruck. Somit kann ein Fehler eines Hängenbleibens in der Unterdruckpumpe festgestellt werden, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck kleiner als eine Schwelle ist. Alternativ dazu kann entweder in einem abgedichteten Kraftstoffsystem oder in einem nicht abgedichteten Kraftstoffsystem ein Fehler eines Hängenbleibens in der Unterdruckpumpe festgestellt werden, wenn eine absolute Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck größer als eine Schwelle ist.
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Nun Bezug nehmend auf 1 ist ein Funktionsblockschaubild eines Kraftstoffsystems 100 dargestellt. Das Kraftstoffsystem 100 liefert Kraftstoff an eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) in einem Fahrzeug. Nur beispielhaft kann die Maschine eine Benzinmaschine, eine Dieselmaschine und/oder ein anderer geeigneter Typ von Maschine sein. Die Maschine verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in einem oder mehreren Zylindern der Maschine, um Antriebsmoment zu erzeugen.
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In einigen Fahrzeugen kann das von der Maschine erzeugte Drehmoment dazu verwendet werden, das Fahrzeug anzutreiben. In derartigen Fahrzeugen kann das von der Maschine ausgegebene Drehmoment an ein Getriebe (nicht gezeigt) übertragen werden, und das Getriebe kann Drehmoment an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs übertragen.
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In anderen Fahrzeugen, wie Parallel-Hybrid-Fahrzeugen, kann ein von der Maschine ausgegebenes Drehmoment nicht an das Getriebe übertragen werden. Stattdessen kann das von der Maschine ausgegebene Drehmoment beispielsweise durch einen Motor-Generator oder eine(n) Lichtmaschine/Anlasser (BAS von Engl.: ”belt alternator starter”) in elektrische Energie umgewandelt werden. Die elektrische Energie kann an den Motor-Generator, einen anderen Motor-Generator, einen Elektromotor und/oder eine Energiespeichervorrichtung geliefert werden. Die elektrische Energie kann dazu verwendet werden, um Drehmoment zu erzeugen, um das Fahrzeug anzutreiben. Einige Hybridfahrzeuge können auch elektrische Energie von einer Wechselstrom-(AC)-Energiequelle, wie einer üblichen Steckdose, aufnehmen. Derartige Hybridfahrzeuge können als Plug-In- bzw. Einsteck-Hybrid-Fahrzeuge bezeichnet werden.
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Das Kraftstoffsystem 100 liefert Kraftstoff an eine Maschine, wie eine Maschine in einem Einsteck-Hybridfahrzeug. Genauer liefert das Kraftstoffsystem 100 flüssigen Kraftstoff und Kraftstoffdampf an die Maschine. Während das Kraftstoffsystem 100 so diskutiert ist, dass es ein Einsteck-Hybridfahrzeug betrifft, ist die vorliegende Offenbarung auch auf andere Typen von Fahrzeugen, die eine Brennkraftmaschine aufweisen, anwendbar.
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Das Kraftstoffsystem 100 weist einen Kraftstofftank 102 auf, der flüssigen Kraftstoff enthält. Der flüssige Kraftstoff wird von dem Kraftstofftank 102 durch eine oder mehrere Kraftstoffpumpen (nicht gezeigt) gezogen und an die Maschine geliefert. Einige Bedingungen, wie Wärme, Vibration und Strahlung, können eine Verdampfung von flüssigem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102 bewirken.
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Das Kraftstoffsystem 100 weist ein Verdunstungsemissions-(EVAP)-System 103 auf, das verdampften Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 102 zurückführt. Das EVAP-System 103 weist einen Kanister 104, ein Spülventil 106 und ein Entlüftungsventil 108 auf. Der Kanister 104 fängt und speichert verdampften Kraftstoff (d. h. Kraftstoffdampf). Nur beispielhaft kann der Kanister 104 eine oder mehrere Substanzen aufweisen, die Kraftstoffdampf speichern, wie Aktivkohle.
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Der Betrieb der Maschine erzeugt einen Unterdruck in einem Ansaugkrümmer (nicht gezeigt) der Maschine. Das Spülventil 106 und das Entlüftungsventil 108 werden betätigt (beispielsweise geöffnet und geschlossen), um Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 zu dem Ansaugkrümmer zur Verbrennung zu ziehen. Genauer kann eine Betätigung des Spülventils 106 und des Entlüftungsventils 108 koordiniert werden, um Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 zu spülen. Ein Steuermodul 110, wie ein Maschinensteuermodul, steuert die Betätigung des Spülventils 106 und des Entlüftungsventils 108, um die Bereitstellung von Kraftstoffdampf zu der Maschine zu steuern.
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Zu einem gegebenen Zeitpunkt können sich das Spülventil 106 und das Entlüftungsventil 108 jeweils in einer von zwei Positionen befinden: einer offenen Position oder einer geschlossenen Position. Das Steuermodul 110 kann die Bereitstellung von Umgebungsluft (d. h. atmosphärischer Luft) an den Kanister 104 durch Betätigung des Entlüftungsventils 108 in die offene Position ermöglichen. Während sich das Entlüftungsventil 108 in der offenen Position befindet, kann das Steuermodul 110 das Spülventil 106 in die offene Position betätigen, um Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 zu dem Ansaugkrümmer zu spülen. Das Steuermodul 110 kann die Rate steuern, mit der Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 gespült wird (d. h. eine Spülrate). Beispielsweise kann das Spülventil 106 ein Solenoidventil aufweisen, und das Steuermodul 110 kann die Spülrate durch Steuern eines Einschaltverhältnisses eines an das Spülventil 106 angelegten Signals steuern.
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Der Unterdruck in dem Ansaugkrümmer zieht Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 durch das Spülventil 106 zu dem Ansaugkrümmer. Die Spülrate kann auf Grundlage des Einschaltverhältnisses des an das Spülventil 106 angelegten Signals und der Menge an Kraftstoffdampf in dem Kanister 104 bestimmt werden. Umgebungsluft wird in den Kanister 104 durch das offene Entlüftungsventil 108 gezogen, wenn Kraftstoffdampf von dem Kanister 104 gezogen wird. Das Entlüftungsventil 108 kann auch als ein Tages-Steuerventil bezeichnet werden.
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Das Steuermodul 110 betätigt das Entlüftungsventil 108 in die offene Position und steuert das Einschaltverhältnis des Spülventils 106 während des Betriebs der Maschine. Wenn die Maschine abgeschaltet ist (d. h. der Zündschlüssel aus ist), betätigt das Steuermodul 110 das Spülventil 106 und das Entlüftungsventil 108 in ihre jeweilige geschlossene Position. Auf diese Art und Weise werden das Spülventil 106 und das Entlüftungsventil 108 allgemein in ihren jeweiligen geschlossenen Positionen beibehalten, wenn die Maschine nicht läuft.
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Flüssiger Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 102 über einen Kraftstoffeinlass 112 hinzugesetzt werden. Eine Kraftstoffkappe 114 schließt den Kraftstoffeinlass 112. Auf die Kraftstoffkappe 114 und den Kraftstoffeinlass 112 kann über ein Betankungsfach 116 zugegriffen werden. Eine Kraftstofftür 118 schließt, um das Betankungsfach 116 abzudichten.
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Ein Kraftstoffpegelsensor 120 misst die Menge an flüssigem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102 und erzeugt ein Kraftstoffpegelsignal auf Grundlage der Menge an flüssigem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102. Nur beispielhaft kann die Menge an flüssigem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102 in Bezug auf ein Volumen, einen Prozentsatz eines maximalen Volumens des Kraftstofftanks 102 oder eines anderen geeigneten Maßes der Menge an Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102 ausgedrückt werden.
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Die Umgebungsluft, die an den Kanister 104 durch das Entlüftungsventil 108 bereitgestellt wird, kann von dem Betankungsfach 116 gezogen werden. Ein Filter 130 empfängt die Umgebungsluft und filtert verschiedene Partikel von der Umgebungsluft. Nur beispielhaft kann der Filter 130 Partikel mit einer Abmessung von mehr als einer vorbestimmten Abmessung filtern, wie größer als etwa 5 Mikrometer. Gefilterte Luft wird an das Entlüftungsventil 108 geliefert.
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Das Kraftstoffsystem 100 weist auch ein EVAP-Leckprüf-(ELC)-System 131 auf, das in Bezug auf Lecks in dem EVAP-System 103 prüft. Das ELC-System weist ein Schaltventil 132, eine Unterdruckpumpe 134, einen Sensor 136 für gefilterten Druck und eine Referenzmündung 138 auf. Das Steuermodul 110 steuert das Schaltventil 132 und die Unterdruckpumpe 134 und nimmt Drücke auf, die durch den Sensor 136 für gefilterten Druck detektiert werden.
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Das Schaltventil 132 wird so betätigt, dass es die Strömung der gefilterten Luft zu dem Entlüftungsventil 108 einstellt. Das Schaltventil 132 wird in eine Entlüftungsposition betätigt, um eine Zirkulation von Umgebungsluft durch den Filter 130 und zu dem Entlüftungsventil 108 zuzulassen, wodurch die Saugseite der Unterdruckpumpe 134 an die Atmosphäre entlüftet wird. Das Schaltventil 132 wird in eine Pumpposition betätigt, um zu verhindern, dass gefilterte Luft an das Entlüftungsventil 108 strömt, wodurch die Saugseite der Unterdruckpumpe 134 von der Atmosphäre abgedichtet wird.
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Die Unterdruckpumpe 134 kann in Verbindung mit der Betätigung des Spülventils 106, des Entlüftungsventils 108 und des Schaltventils 132 verwendet werden, um nach Lecks in dem EVAP-System 103 zu prüfen. Das EVAP-System 103, das Schaltventil 132 und der Sensor 136 für gefilterten Druck befinden sich an der Saugseite der Unterdruckpumpe 134. Der Filter 130 befindet sich an der Austragsseite der Unterdruckpumpe 134.
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Wenn das Spülventil 106 geschlossen ist und das Entlüftungsventil 108 offen ist, erzeugt die Unterdruckpumpe 134 einen Unterdruck zwischen dem Spülventil 106 und der Unterdruckpumpe 134. Wenn das Entlüftungsventil 108 geschlossen ist, erzeugt die Unterdruckpumpe 134 einen Unterdruck zwischen dem Entlüftungsventil 108 und der Unterdruckpumpe 134. Ein Entlastungsventil 144 kann dazu verwendet werden, den Druck oder den Unterdruck auszutragen.
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Der Sensor 136 für gefilterten Druck misst den Druck von gefilterter Luft an der Saugseite der Unterdruckpumpe 134 an einer Stelle zwischen dem Entlüftungsventil 108 und der Unterdruckpumpe 134. Der Sensor 136 für gefilterten Druck erzeugt ein Signal für gefilterten Druck auf Grundlage für gefilterten Druck. Der Sensor 136 für gefilterten Druck liefert das Signal für gefilterten Druck an das Steuermodul 110.
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Das Steuermodul 110 kann auch Signale von anderen Sensoren aufnehmen, wie einem Umgebungsdrucksensor 146, einem Maschinendrehzahlsensor 148 und einem Tankunterdrucksensor 150. Der Umgebungsdrucksensor 146 misst den Druck der Umgebungsluft und erzeugt ein Umgebungsluftdrucksignal auf Grundlage des Umgebungsluftdrucks.
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Der Maschinendrehzahlsensor 148 misst die Drehzahl der Maschine und erzeugt ein Maschinendrehzahlsignal auf Grundlage der Drehzahl. Nur beispielhaft kann der Maschinendrehzahlsensor 148 die Drehzahl auf Grundlage einer Rotation einer Kurbelwelle in der Maschine messen. Der Tankunterdrucksensor 150 misst den Unterdruck des Kraftstofftanks 102 und erzeugt ein Tankunterdrucksignal auf Grundlage des Tankunterdrucks. Nur beispielhaft kann der Tankunterdrucksensor 150 den Tankunterdruck in dem Kanister 104 messen. Alternativ dazu kann der Druck in dem Kraftstofftank 102 gemessen werden, und der Tankunterdruck kann auf Grundlage einer Differenz zwischen dem Tankdruck und dem Umgebungsluftdruck bestimmt werden.
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Das Steuermodul 110 führt eine Diagnose an dem Kraftstoffsystem 100 durch. Das Steuermodul 110 führt eine Diagnose aus, um Lecks in dem EVAP-System 103 zu detektieren. Das Steuermodul 110 führt die Leckdiagnose aus, nachdem das Fahrzeug für eine vorbestimmte Periode abgeschaltet ist (beispielsweise Schlüssel aus ist). Wenn das Fahrzeug anfänglich abgeschaltet ist, tritt das Steuermodul 110 in einen Schlafmodus ein, in dem das Steuermodul 110 keine externe Kommunikation besitzt und mit geringer Leistung arbeitet. Bei der Ausführung der Leckdiagnose schaltet das Steuermodul 110 in einen Wachmodus, bei dem das Steuermodul eine externe Kommunikation besitzt und mit voller Leistung arbeitet.
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Das Steuermodul 110 führt eine Diagnose aus, um zu bestimmen, wann die Unterdruckpumpe 134 hängen geblieben ist. Das Steuermodul 110 führt die Pumpendiagnose unter Verwendung des Schaltventils 132 aus, um einen Fehler eines Hängenbleibens festzustellen, ungeachtet dessen, ob die Unterdruckpumpe 134 hängen bleibt, bevor oder wenn das Steuermodul 110 erwacht. Das Steuermodul 110 führt die Pumpendiagnose vor Ausführung der Leckdiagnose aus, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse der Leckdiagnose genau sind.
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Nun Bezug nehmend auf 2 weist das Steuermodul 110 ein Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200, Module, die mit Komponenten des EVAP-Systems 103 kommunizieren, und Module auf, die mit Komponenten des ELC-Systems 131 kommunizieren. Die Module, die mit Komponenten des EVAP-Systems 103 kommunizieren, weisen ein Spülventilsteuermodul 202 und ein Entlüftungsventilsteuermodul 204 auf. Die Module, die mit Komponenten des ELC-Systems 131 kommunizieren, weisen ein Schaltventilsteuermodul 206, ein Pumpensteuermodul 208 und ein Druckbestimmungsmodul 210 auf.
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Das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 kommuniziert mit anderen Modulen in dem Steuermodul 110, um eine Diagnose an dem Kraftstoffsystem 100 auszuführen, wie die Pumpendiagnose und die Leckdiagnose. Das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 löst die Pumpendiagnose aus, wenn das Fahrzeug für eine vorbestimmte Periode abgeschaltet ist (beispielsweise Schlüssel aus ist). Das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 löst die Leckdiagnose aus, wenn die Pumpendiagnose vollständig ist und die Unterdruckpumpe 134 nicht hängengeblieben ist.
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Das Spülventilsteuermodul 202 betätigt das Spülventil 106 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position auf Grundlage eines Signals, das von dem Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 empfangen wird. Das Entlüftungsventilsteuermodul 204 betätigt das Entlüftungsventil 108 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position auf Grundlage eines Signals, das von dem Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 empfangen wird.
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Das Schaltventilsteuermodul 206 betätigt das Schaltventil 132 zwischen der Entlüftungsposition und der Pumpposition auf Grundlage eines Signals, das von dem Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 empfangen wird. Das Pumpensteuermodul 208 aktiviert und deaktiviert auf Grundlage eines von dem Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 empfangenen Signals die Unterdruckpumpe (d. h. schaltet die Unterdruckpumpe 134 ein und aus).
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Das Druckbestimmungsmodul 210 empfängt das Signal für gefilterten Druck von dem Sensor 136 für gefilterten Druck. Das Druckbestimmungsmodul 210 bestimmt den gefilterten Druck auf Grundlage des Signals für gefilterten Druck. Das Druckbestimmungsmodul 210 gibt den gefilterten Druck an das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 aus.
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Die in 2 gezeigten Module führen Diagnosen an dem Kraftstoffsystem 100 durch Ausführen eines oder mehrerer der Schritte aus, die in dem in 3 veranschaulichten Verfahren gezeigt sind. Bei einem Beispiel kann das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 einen Fehler in der Unterdruckpumpe 134 und/oder ein Leck in dem Kraftstoffsystem 100 auf Grundlage von durch das Druckbestimmungsmodul 210 bestimmten Drücken diagnostizieren. Bei einem anderen Beispiel kann das Kraftstoffsystemdiagnosemodul 200 Schwellen bestimmen, die in der Kraftstoffsystemdiagnose verwendet werden.
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Nun Bezug nehmend auf 3 ist ein Verfahren zur Ausführung von Diagnosen an dem Kraftstoffsystem 100 veranschaulicht. Das Verfahren führt eine Kraftstoffsystemdiagnose aus, die die Pumpendiagnose und die Leckdiagnose umfasst. Das Verfahren beginnt bei 300. An diesem Punkt wird das Spülventil 106 geschlossen (d. h. in der geschlossenen Position), das Entlüftungsventil 108 wird geschlossen, das Schaltventil 132 befindet sich in der Entlüftungsposition und die Unterdruckpumpe 134 ist in den ausgeschalteten Zustand angewiesen.
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Bei 302 bestimmt das Verfahren, ob das Fahrzeug für eine vorbestimmte Periode abgeschaltet ist (beispielsweise Schlüssel aus ist). Wenn 302 nicht zutrifft, fährt das Verfahren mit einer Bestimmung fort, ob das Fahrzeug für die vorbestimmte Periode abgeschaltet ist. Wenn 302 zutrifft, fährt das Verfahren mit 304 fort und setzt die Ausführung der Kraftstoffsystemdiagnose fort.
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Das Verfahren kann die Kraftstoffsystemdiagnose auf Grundlage von Betriebsbedingungen des Kraftstoffsystems 100 aufschieben. Beispielsweise kann das Verfahren die Kraftstoffsystemdiagnose auf Grundlage eines Kraftstoffpegels (d. h. einem Pegel von Kraftstoff in dem Kraftstofftank 102) und/oder des Umgebungsluftdrucks, der durch den Umgebungsdrucksensor 146 gemessen wird, aufschieben.
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Bei 304 bestimmt das Verfahren einen ersten Druck in dem Kraftstoffsystem 100 auf der Saugseite der Unterdruckpumpe 134 unter Verwendung des Sensors 136 für gefilterten Druck. Das Verfahren kann den ersten Druck bestimmen, wenn das Steuermodul 110 anfänglich erwacht. Da das Schaltventil 132 in der Entlüftungsposition ist, steht der Sensor 136 für gefilterten Druck in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft über den Filter 130. Auch wird die Unterdruckpumpe 134 in den ausgeschalteten Zustand angewiesen und kann daher keinen Unterdruck in dem Kraftstoffsystem 100 erzeugen. Somit kann der erste Druck einen barometrischen Druck repräsentieren.
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Bei 306 betätigt das Verfahren das Schaltventil 132 aus der Entlüftungsposition in die Pumpposition. Bei 308 bestimmt das Verfahren einen zweiten Druck in dem Kraftstoffsystem 100 an der Saugseite der Unterdruckpumpe 134 unter Verwendung des Sensors 136 für gefilterten Druck. Das Verfahren kann den zweiten Druck bestimmen, wenn das Schaltventil 132 in die Pumpposition betätigt ist und/oder wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist, nachdem der erste Druck bestimmt ist.
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Wenn das Schaltventil 132 in die Pumpposition betätigt ist, steht der Sensor 136 für gefilterten Druck nicht in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft über den Filter 130. Jedoch ist die Unterdruckpumpe 134 immer noch in den ausgeschalteten Zustand angewiesen und kann daher in dem Kraftstoffsystem 100 keinen Unterdruck erzeugen. Somit kann der zweite Druck ebenfalls barometrischen Druck repräsentieren.
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Bei 310 bestimmt das Verfahren, ob eine erste Differenz zwischen einem ersten Druck und einem zweiten Druck kleiner oder gleich einer ersten Schwelle ist. Wenn 310 nicht zutrifft, fährt das Verfahren mit 312 fort, diagnostiziert einen Fehler eines Hängenbleibens in der Unterdruckpumpe 134 und endet bei 314. Wenn 310 zutrifft, betätigt das Verfahren das Schaltventil 132 bei 316 in die Entlüftungsposition, aktiviert die Unterdruckpumpe 134 bei 318 und fährt mit 320 fort.
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Wenn die Unterdruckpumpe 134 hängen bleibt, erzeugt die Unterdruckpumpe 134 einen Unterdruck in dem Kraftstoffsystem zwischen dem Entlüftungsventil 108 und der Unterdruckpumpe 134. Wenn die Unterdruckpumpe 134 hängen bleibt, bevor das Steuermodul 110 erwacht, ist der Unterdruck bereits erzeugt, wenn der erste Druck bestimmt wird. Jedoch nimmt der Unterdruck zu, wenn das Schaltventil 132 in die Pumpposition betätigt wird. Somit kann ein Fehler eines Hängenbleibens sogar dann diagnostiziert werden, wenn die Unterdruckpumpe 134 hängen bleibt, bevor das Steuermodul 110 erwacht.
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Die erste Schwelle kann vorbestimmt und/oder auf Grundlage eines Unterdrucks bestimmt sein, der durch eine Strömungskapazität der Unterdruckpumpe 134 erzeugt wird, wenn die Ventile 106, 108, 132 positioniert sind, wie oben beschrieben ist. Beispielsweise kann die Strömungskapazität der Unterdruckpumpe 134 einen Unterdruck gleich einem Kilopascal (kPa) in diesem Zustand erzielen. In diesem Fall kann die erste Schwelle etwa 1 kPa betragen.
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Bei 320 bestimmt das Verfahren einen dritten Druck in dem Kraftstoffsystem 100 auf der Saugseite der Unterdruckpumpe 134 unter Verwendung des Sensors 136 für gefilterten Druck. Da die Unterdruckpumpe 134 eingeschaltet ist und sich das Schaltventil 132 in der Entlüftungsposition befindet, zirkuliert die Unterdruckpumpe 134 Luft durch den Filter 130 und durch die Referenzmündung 138. Dies erzeugt einen Unterdruck an der Saugseite der Unterdruckpumpe 134.
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Der zwischen der Referenzmündung 138 und der Unterdruckpumpe 134 erzeugte Unterdruck ist gleichwertig dem Unterdruck, der erzeugt wird, wenn sich das Schaltventil 132 in der Pumpposition befindet und das Kraftstoffsystem 100 ein Leck besitzt, dessen Größe gleich der der Referenzmündung 138 ist. Somit kann die Referenzmündung 138 so bemessen sein, dass sie ein zulässiges Leck in dem Kraftstoffsystem 100 repräsentiert. Beispielsweise kann die Referenzmündung einen Durchmesser von etwa 450 Mikrometern besitzen.
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Das Verfahren fährt mit 322 fort, betätigt das Schaltventil 132 aus der Entlüftungsposition in die Pumpposition und führt mit 324 fort. Die Unterdruckpumpe 134 erzeugt einen stärkeren Unterdruck, wenn sich das Schaltventil 132 in der Pumpposition befindet, als wenn sich das Schaltventil 132 in der Entlüftungsposition befindet. Die Stärke des Unterdrucks kann verringert werden, wenn ein Leck in dem abgedichteten Abschnitt des Kraftstoffsystems 100 auf der Saugseite der Unterdruckpumpe existiert. Somit kann zur Feststellung von Lecks die Stärke des Unterdrucks durch Messen des Drucks in dem abgedichteten Abschnitt des Kraftstoffsystems 100 gemessen werden, bevor und nachdem das Schaltventil 132 betätigt ist, während die Unterdruckpumpe 134 eingeschaltet ist.
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Bei 324 bestimmt das Verfahren einen vierten Druck in dem Kraftstoffsystem 100 auf der Saugseite der Unterdruckpumpe 134 unter Verwendung des Sensors 136 für gefilterten Druck. Das Verfahren kann den vierten Druck bestimmen, wenn das Schaltventil 132 in die Pumpposition betätigt ist und/oder wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist, nachdem der dritte Druck bestimmt ist.
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Das Verfahren fährt mit 326 fort und bestimmt, ob eine zweite Differenz zwischen dem dritten Druck und dem vierten Druck größer als oder gleich einer zweiten Schwelle ist. Wenn 326 nicht zutrifft, diagnostiziert das Verfahren ein Leck in dem Kraftstoffsystem 100 bei 328 und endet bei 314. Das Leck kann in dem Entlüftungsventil 108 und/oder in den Leitungen in Fluidkommunikation mit dem Entlüftungsventil 108 vorhanden sein. Wenn 326 zutrifft, fährt das Verfahren mit 330 fort.
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Die zweite Schwelle kann vorbestimmt und/oder kann auf Grundlage des barometrischen Drucks und der Strömungskapazität der Unterdruckpumpe 134 bestimmt sein. Nur beispielhaft kann die zweite Schwelle im Bereich von 1,5 KPa bis 4 KPa liegen.
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Der barometrische Druck variiert mit der Höhe, und die Strömungskapazität der Unterdruckpumpe 134 variiert auf Grundlage des Pumpentyps und der Pumpenlebensdauer. Der erste Druck und der zweite Druck repräsentieren den barometrischen Druck, wenn die Unterdruckpumpe 134 nicht hängengeblieben ist. Die Strömungskapazität der Unterdruckpumpe 134 kann auf Grundlage des dritten Drucks bestimmt werden, der gemessen wird, wenn die Unterdruckpumpe 134 gefilterte Luft durch die Referenzmündung 138 zirkuliert.
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Bei 330 öffnet das Verfahren das Entlüftungsventil 108 und fährt mit 332 fort. Bei 332 bestimmt das Verfahren einen fünften Druck, wenn das Entlüftungsventil 108 offen ist, das Spülventil 106 geschlossen ist, das Schaltventil 132 in der Pumpposition ist und die Unterdruckpumpe 134 eingeschaltet ist. Die Unterdruckpumpe 134 kann einen stärkeren Unterdruck in diesem Zustand relativ dazu erzeugen, wenn das Entlüftungsventil 108 geschlossen ist, das Schaltventil 132 in der Entlüftungsposition ist und die Unterdruckpumpe 134 eingeschaltet ist. Jedoch kann ein Leck in dem Spülventil 106, in dem Kanister 104, in dem Kraftstofftank 102 oder in den Leitungen in Fluidkommunikation mit dem Spülventil 106, dem Kanister 104 oder dem Kraftstofftank 102 diesen unter Druck schwächen.
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Somit fährt das Verfahren mit 334 fort und bestimmt, ob eine Differenz zwischen dem dritten Druck und dem fünften Druck größer als oder gleich einer dritten Schwelle ist. Wenn 334 nicht zutrifft, diagnostiziert das Verfahren ein Leck in dem Kraftstoffsystem 100 bei 328 und endet mit 314. Das Leck kann in dem Spülventil 106, in dem Kanister 104, in dem Kraftstofftank 102 und/oder in den Leitungen in Fluidkommunikation mit dem Entlüftungsventil 106, dem Kanister 104 oder dem Kraftstofftank 102 stehen. Wenn 334 zutrifft, endet das Verfahren bei 314.
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Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert sein. Daher sei, während diese Offenbarung bestimmte Beispiele aufweist, der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so beschränkt, da andere Abwandlungen dem Fachmann nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.
