DE102012202236B4

DE102012202236B4 - Fahrzeug mit einem diagnosemodul zum ausführen einer kraftstoffdampfleckdiagnose

Info

Publication number: DE102012202236B4
Application number: DE102012202236.8A
Authority: DE
Inventors: Robert Roy Jentz; David Allen Clemens; Ann Irene de Zelia; Aed Mohammad Dudar; Michael Igor Kluzner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: DE102012202236A1; US8725347B2; US8560167B2; RU2012105807A; US20140019002A1; CN102645308B; RU2547545C2; CN102645308A; US20120215399A1

Abstract

Fahrzeug, umfassend:ein Kraftstoffsystem (31) mit einem Kraftstofftank (32) und einem Behälter (30);ein Diagnosemodul (50), das eine Öffnung (56), einen Drucksensor (54), ein Umschaltventil (58), und eine Pumpe (52) aufweist, wobei das Diagnosemodul (50) das Kraftstoffsystem (31) mit der Umgebung (33) verbindet und dazu ausgebildet ist, selektiv folgendes vorzusehen:(i) eine erste Konfiguration, in der durch das Umschaltventil (58) in einer ersten Position der Behälter (30) und die Umgebung (33) strömungsverbunden sind, wobei die Pumpe (52) und die Öffnung (56) außer Betrieb sind,(ii) eine zweite Konfiguration, in der das Umschaltventil (58) in der ersten Position ist und durch die Öffnung (56) der Behälter (30) mit der Umgebung (33) strömungsverbunden und die Pumpe (52) eingeschaltet ist, und(iii) eine dritte Konfiguration, in der das Umschaltventil (58) in einer zweiten Position ist und durch die Öffnung (56) der Behälter (30) mit der Umgebung (33) strömungsverbunden und die Pumpe (52) eingeschaltet ist, wobei die Öffnung (56) im Vergleich zu dem Umschaltventil (58) einen unabhängigen Strömungsweg vom Behälter (30) in die Umgebung (33) ermöglicht, wenn das Diagnosemodul (50) in den zweiten und dritten Konfigurationen ist; undeinen Controller (67), der zu Folgendem konfiguriert ist:(i) Messen eines Bezugsdrucks über die Öffnung (56) zum Bereitstellen eines jeweils zu Beginn der Leckageprüfung erstellten Schwellenwerts (72);(ii) Isolieren des Kraftstoffsystems (31) in einem Unterdruckzustand;(iii) Messen einer Reihe von Drücken in dem Kraftstoffsystem (31);(iv) Bereitstellen eines Codes als Reaktion auf das Vergleichen der Reihen von Drücken mit dem Schwellenwert (72) und(v) als Code einen Fehlercode auszugeben, sobald ein Gefälle der Reihe der Druckmessungen auf eine zukünftige Messung, die den Schwellenwert (72) überschreitet, hinweist, wobei das Gefälle nach einer vorgegebenen Zeit bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug umfassend ein Kraftstoffsystem mit einem Kraftstofftank und einem Behälter, sowie ein Diagnosemodul, das eine Öffnung, einen Drucksensor, ein Umschaltventil und eine Pumpe aufweist.
Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf die Ausführung von Kraftstoffdampfleckdiagnosen in einem Kraftstoffsystem, das mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist.
Es gibt gesetzliche Anforderungen an Kraftfahrzeuge, dass sie Diagnosesysteme aufweisen, um die Integrität von Kraftstoffsystemen zu bestätigen, wie zum Beispiel ein Kraftstoffdampfsammelsystem für potentielle Lecks. Vakuumquellen können der Verbrennungsmotor oder Vakuumpumpen sein, um so das Vakuumniveau zum Ausführen der Diagnose bereitzustellen. Bei Fahrzeugen, wie zum Beispiel Hybridfahrzeugen, schaltet sich der Motor eventuell während eines Fahrzyklus gar nicht ein, und ein motorerzeugtes Vakuum ist eventuell nicht verfügbar.
Die US 7 284 530 B2 beschreibt ein Diagnosemodul zum Ausführen einer Kraftstoffdampfleckdiagnose, das eine Öffnung, einen Drucksensor, ein Umschaltventil und eine Pumpe aufweist, wobei in einer ersten Schaltstellung des Umschaltventils die Pumpe Luft, die unter Umgebungsdruck nachströmen kann, durch eine Referenzöffnung saugt und so lange justiert wird, bis der Ansaugdruck auf einem vorbestimmten Niveau liegt. In einer zweiten Ventilstellung saugt die Pumpe aus dem Kraftstoffsystem, wobei die Pumpe mit dem zuvor gespeicherten Spannungs- bzw. Stromniveau betrieben wird, bei dem sich im vorangegangenen Schritt das gewünschte Ansaugdruckniveau eingestellt hat. Durch Vergleichen des sich beim Absaugen des Kraftstoffsystems einstellende Ansaugdruck wird mit dem genannten gewünschten Ansaugdruckniveau verglichen, um eine Leckage festzustellen.
Ein ähnliches Diagnosemodul ist aus der Schrift US 7 114 372 B2 bekannt. Weitere Ansätze zur Diagnose von Kraftstoffdampfleckage sind aus den Schriften US 6 880 383 B2 , US 7,506,639 B2 und US 2005/ 0 011 499 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit verbesserter Kraftstoffdampfleckage-Diagnose zu schaffen, die unempfindlich gegenüber Systemdruckschwankungen beispielsweise in Folge von Witterungsbedingungen und atmosphärischen Faktoren ist und die Vorabspeicherung von Schwellenwerten in einer Datenbank eliminiert.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Ausführen einer Kraftstoffdampfleckdiagnose für ein Fahrzeug bereitgestellt. Ein Ventil in einem Diagnosemodul wird in eine Entlüftungsposition gefahren. Das Ventil verbindet ein Kraftstoffsystem mit der Umgebung. Eine Pumpe in dem Diagnosemodul wird betrieben, um einen Bezugsdruck über eine Öffnung in dem Diagnosemodul zu messen, um so einen Schwellwert zu erhalten. Das Ventil wird dann in eine Testposition gefahren. Die Pumpe wird betrieben, um das Kraftstoffsystem in einen Unterdruckzustand zu bringen. Anschließend wird eine Druckreihe in dem Kraftstoffsystem durchlaufen. Ein Testdiagnosecode wird nach dem Vergleichen der verschiedenen gemessenen Drücke mit dem Schwellwert bereitgestellt.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einem Kraftstoffsystem und einem Diagnosemodul mit einer Öffnung, einem Drucksensor und einer Pumpe versehen. Das Modul verbindet das Kraftstoffsystem mit der Umgebung. Das Fahrzeug weist einen Controller auf. Der Controller wird für Folgendes konfiguriert: (i) Messung eines Bezugsdrucks über die Öffnung, um einen Schwellwert bereitzustellen; (ii) Verbringen des Kraftstoffsystems in einen Unterdruckzustand; (iii) Messen einer Reihe von Drücken in dem System und (iv) Bereitstellen eines Codes als Reaktion auf den Vergleich der Reihe von Drücken mit dem Schwellwert.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einer ersten Antriebsmaschine und einem Kraftstoffsystem versehen, das einen Kraftstofftank aufweist, der mit einem Behälter durch ein Isolierventil verbunden ist, wobei der Behälter mit der ersten Antriebsmaschine verbunden ist. Das Fahrzeug weist eine zweite Antriebsmaschine auf. Ein Diagnosemodul hat ein Umschaltventil, eine Öffnung, einen Drucksensor und eine Pumpe, wobei das Modul das Kraftstoffsystem mit der Umgebung verbindet. Ein Controller ist zu Folgendem konfiguriert: (i) Messen eines Bezugsdrucks über die Öffnung, um einen Schwellwert bereitzustellen, mit dem Umschaltventil in einer ersten Position; (ii) Ansteuern des Isolierventils in eine geschlossene Position und Ansteuern des Umschaltventils auf eine zweite Position, um das Kraftstoffsystem zu isolieren; (iii) Steuern der Pumpe, um das Kraftstoffsystem auf einen Unterdruckzustand zu plazieren; (iv) Messen einer Reihe von Drücken in dem Kraftstoffsystem; (v) Bereitstellen eines Fehlerdiagnosecodes, wenn mindestens eine der Reihe von Druckmessungen den Schwellwert innerhalb einer vorbestimmten Zeit überschreitet; und (vi) Bereitstellen eines Fehlerdiagnosecodes, wenn ein Gefälle der Reihe von Druckmessungen nach einer weiteren vorbestimmten Zeit eine zukünftige Druckmessung, die den Schwellwert überschreitet, anzeigt.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung haben dazugehörende Vorteile. Eine Vakuumpumpe mit niedriger Leistung kann nach einer Stabilisierungsperiode verwendet werden, nachdem ein Fahrzeug abgeschaltet wurde, um die Dampfleckdiagnose an dem Kraftstofftank und dazugehörenden Bauteilen auszuführen. Eine Pumpe zieht Vakuum über eine Bezugsöffnung (Bezugszug), um einen Leckschwellwert zu erzielen, und erzeugt dann ein Vakuum im Kraftstoffsystem (Vakuumzug). Ein elektronisches Steuermodul (ECM) vergleicht den Vakuumzug mit dem Bezugszug, um die Integrität des Kraftstoffsystems zu bestimmen und auf Kraftstoffdampflecks zu prüfen. Normierende Filter können verwendet werden, um den Vergleich zwischen mehreren Testläufen zu gestatten und das Kalibrieren eines Lecktests mit unterschiedlichen Vakuumniveaus zu ermöglichen. Eine Kraftstoffdampferzeugungsbewertungsroutine kann verwendet werden, um die Präzision der Diagnosen unter Bedingungen, die hohe Verdampfungsraten erzeugen, zu verbessern.
Zum Beispiel erlauben unterschiedliche Ausführungs-formen gemäß der vorliegenden Offenbarung den Gebrauch einer Diagnose für das Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs zum Testen der System integrität. Der Gebrauch einer Kraftstoffpumpe in dem Diagnosemodul erlaubt den Gebrauch der Diagnose sowohl bei herkömmlichen als auch bei Hybridfahrzeugen, da sie kein Vakuum benötigt, das von einem Motor bereitgestellt wird, um das Vakuum zum Testen der Integrität des Kraftstoffsystems bereitzustellen. Die Diagnose verwendet eine einzige Öffnung zum Testen der Integrität des Systems in Bezug auf mehrere Testschwellwerte, wie zum Beispiel die, die von verschiedenen Regulierungsbehörden festgelegt werden, und erfordert keine andere Öffnungsgröße für jede Testnorm. Die Diagnose vergleicht Testdruckmessungen mit unterschiedlichen Schwellwerten, die die verschiedenen Normen darstellen. Ein Diagnosecode kann gesetzt werden, wenn der Druck in dem Kraftstoffsystem den jeweiligen Schwellwert während eines Tests überschreitet, oder wenn eine Kombination des Gefälles der Druckmessung und der Zeit eine zukünftige Überschreitung des Schwellwerts anzeigt. Die Diagnose kann innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Abschalten des Fahrzeugs ausgelöst werden, wie zum Beispiel aller zehn Minuten, im Gegensatz zu Stunden bei anderen Systemen, was eine größere Häufigkeit der Tests während der Lebensdauer des Fahrzeugs bereitstellt. Ein Kraftstoffdampferzeugungstest kann an dem Ende der Diagnose ausgeführt werden, um die Gültigkeit eines Diagnosecodes zu bestimmen.
Die Figuren zeigen:

1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs für den Gebrauch bei einer Ausführungsform;
2 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampflecksystems gemäß einer Ausführungsform;
3 ist eine schematische Darstellung des Kraftstoffdampflecksystems von 2, in einer Entleerungs-/Füllkonfiguration gezeigt;
4 ist eine schematische Darstellung des Kraftstoffdampflecksystems von 2, in einer Bezugsschwellwertmeßkonfiguration gezeigt;
5 ist eine schematische Darstellung des Kraftstoffdampflecksystems von 2, in einer Lecktestkonfiguration gezeigt;
6 ist ein Diagramm, das eine Bezugsprüfung und einen Leckschwellwert, wie sie vom System von 2 bereitgestellt werden, zeigt;
7 ist ein Diagramm, das genormte Lecktestdaten zum Vergleichen von zwei unterschiedlichen Schwellwerten, die von ein und demselben System gemessen werden, zeigt, und
8 ist ein Flußdiagramm, das einen Test des Dampflecksystems gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

Wie erforderlich, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart; es ist jedoch klar, dass die offenbarten Ausführungsformen bloß beispielhaft sind und in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgerecht; bestimmte Merkmale können übertrieben oder minimiert werden, um Einzelheiten bestimmter Bauteile zu zeigen. Spezifische Struktur- und Funktionseinzelheiten, die hier offenbart werden, dürfen daher nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern sind lediglich eine Darstellungsbasis, um dem Fachmann die unterschiedlichen Verwendungen des beanspruchten Gegenstands zu lehren.
In 1 ist eine Ausführungsform eines Hybrid-/Elektrofahrzeugs (HEV) 10 schematisch dargestellt. Bei dieser Antriebssystemkonfiguration liegen zwei Leistungsquellen 12, 14 vor, die mit dem Antriebssystem verbunden sind: 12) eine Kombination aus Motor und Generatoruntersystemen, die durch ein Planetengetriebe miteinander verbunden sind, und 14) das elektrische Antriebssystem (Motor, Generator und Batterieuntersysteme). Das Batterieuntersystem ist ein Energiespeichersystem für den Generator und den Motor. Die Leistungsquellen 12, 14 und die Räder 24 sind über ein Getriebe 22, wie zum Beispiel ein Planetengetriebe oder andere gemäß dem Stand der Technik gekoppelt. 1 veranschaulicht eine mögliche Hybrid-Elektrofahrzeugkonfiguration. Es gibt jedoch viele Alternativen zum Konfigurieren von Hybrid-Elektrofahrzeugen, die den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht verlassen.
Eine Batterie 26 stellt Strom bereit oder speichert Strom in Abhängigkeit von der Betriebsart des Fahrzeugs 10. Die Batterie 26 kann auch elektronisch mit einem Fahrzeugsystemcontroller (VSC) 28 über Sensoren gekoppelt werden, um den Ladezustand der Batterie, den Zustand der Batterie usw. zu überwachen. Bei einer Ausführungsform ist die Batterie 26 eine Hochspannungsbatterie, um hohe Leistungsabrufe aus der Batterie 26 heraus oder hohe Leistungsspeicherung in sie hinein zu ermöglichen. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) und die Batterie 26 hat eine Steckdose, die es erlaubt, die Batterie an eine externe Stromquelle anzuschließen, wie zum Beispiel an den Netzstrom, um sie aufzuladen.
Die Fahrerbedienelemente für das Fahrzeug 10 umfassen einen Gangwahlschalter, ein Notbremspedal, einen Schalter oder Hebel und Sonstige. Der Motor 16 ist auch mit einem Behälter 30 gekoppelt, der mit einem absorbierenden Material gefüllt ist, wie zum Beispiel ein Aktivkohlebehälter. Der Kohlebehälter befindet sich in Fluidkommunikation mit dem Kraftstofftank 32 für das Fahrzeug 10.
1 stellt einen Typ einer Hybrid-Elektrofahrzeugarchitektur dar. Dies ist jedoch lediglich als ein Beispiel und nicht als einschränkend zu verstehen. Die vorliegende Offenbarung kann bei jedem geeigneten Hybrid-Elektrofahrzeug angewandt werden, darunter, aber nicht darauf beschränkt, PHEVs. Ferner kann die vorliegende Offenbarung auf jedes herkömmliche Fahrzeug angewandt werden, das einen Anlasser umfaßt. Die meisten herkömmlichen Fahrzeuge funktionieren unter Bedingungen, die ausreichend Zeit bereitstellen, um einen Systemintegritätstest oder Lecktest für das Kraftstoffsystem auszuführen. Bestimmte herkömmliche Fahrzeuge können jedoch von zusätzlichen Gelegenheiten zur Ausführung von Lecktests für das Abgassystems profitieren, zum Beispiel Alternativkraftstoffahrzeuge, die besonders flüchtige Kraftstoffe verwenden und beispielsweise Fahrzeuge mit Stopp- und Startsystemen.
Es gibt Vorschriften für die Emissionssystembauteile, darunter das Kraftstoffsystem 31, daß sie in regelmäßigen Abständen an Bord des Fahrzeugs 10 getestet werden müssen. Um Kraftstoffdämpfe zu verringern und daran zu hindern, in die Atmosphäre zu gelangen, ist der Kraftstofftank 32 mit einer Entlüftung versehen, die mit einem Behälter 30 kommuniziert.
Der Behälter 30 ist mit einem absorbierenden Material gefüllt, wie zum Beispiel mit Aktivkohle, um Kraftstoffdämpfe zu absorbieren. Während Gase, die Kraftstoffdampf enthalten, durch das absorbierende Material laufen, wird der Kraftstoffdampf absorbiert. Das Kraftstoffsystem 31 kann auf die Integrität des Systems getestet werden oder kann auf Lecks von verdampftem Kraftstoff getestet werden, indem das System 31 ganz oder teilweise unter ein Vakuum gesetzt wird, und indem jeder Druckwechsel beobachtet wird. Das Dampflecktestsystem (ELS) 50 isoliert das Kraftstoffsystem 31, um einen System lecktest auszuführen, und wird auch während eines Entleerungs- oder Nachtankvorgangs verwendet. Durch Überwachen von Dampfemissionssystemintegrität und durch sofortiges Erfassen irgendwelcher Lecks, trägt das ELS 50 zur Verringerung von Treibhausgasemissionen, wie zum Beispiel von Kohlenwasserstoffen, bei.
Ein Dampflecktestsystem (ELS) 50 ist in 2 gezeigt und umfaßt eine Pumpe 52, um ein Vakuum im Kraftstofftank 32 und dem Behälter 30 zu erzeugen. Ein Kraftstofftankisolierventil (FTIV) 68 verbindet den Kraftstofftank 32 und den Behälter 30 selektiv und kann zum Isolieren der beiden verwendet werden. Das ELS 50 ist auch mit dem Behälter 30 und auch mit einer Entlüftung 33 verbunden, die wiederum mit der Umgebung verbunden ist. Das ELS 50 besteht aus einer Vakuumpumpe 52, einem Absolutdrucksensor 54, einer Bezugsöffnung 56 und einem Umschaltventil (COV) 58. Das COV 58 kann unter Einsatz eines Elektromagneten betrieben werden. Das ELS 50 kann Filter 60 auf jeder Seite aufweisen, um Partikel oder dergleichen daran zu hindern, in das ELS 50 einzudringen oder es zu durchqueren.
Die Emissionsvorschriften stellen verschiedene Leckniveaus bereit, die das Fahrzeug 10 einhalten muß. Die OBDII-Norm für Green States zum Beispiel hat einen 0,02-Zoll-Leckschwellwert. Der 0,02-Zoll-Leckschwellwert betrifft eine Bohrung mit einem Durchmesser von 0,02 Zoll in einem System oder mehrere Bohrungen, die einen äquivalenten Durchmesser wie die Bohrung mit 0,02 Zoll Durchmesser haben. Wenn die Bohrung 0,02 Zoll oder mehr beträgt, überschreitet der Lecktest den Schwellwert für den Test und die entsprechende Vorschrift. Andere Staaten, die Bundesregierung oder andere Nationen können unterschiedliche Normen haben, zum Beispiel einen Schwellwert von 0,04 Zoll, oder erfordern, dass mehrere Normen getestet werden müssen, zum Beispiel 0,02 Zoll und 0,04 Zoll. Obwohl 0,02 Zoll und 0,04 Zoll in der gesamten Offenbarung verwendet werden, können andere Werte für die Leckschwellwerte in Betracht gezogen werden.
Bei einer Ausführungsform hat die Bezugsöffnung 56 eine Größe von 0,02 Zoll, um bei jedem Lauf des ELS 50 eine 0,02-Zoll-Bezugsprüfung bereitzustellen. Der Gebrauch einer Öffnung 56 mit der gleichen Größe wie der Leckschwellwert erlaubt Änderungen bei Temperatur, Seehöhe, Kraftstoffniveaus, Kraftstofftypen usw. für das Fahrzeug. Der Druckbezugswert, der während einer Bezugsprüfung mit der Öffnung 56 gemessen wird, variiert in Bezug auf die Witterungsbedingungen, ebenso wie die Druckmessungen während des Lecktests selbst, so dass eine gemeinsame Grundlage zwischen der Bezugsprüfung und dem Lecktest bereitgestellt und die Notwendigkeit eliminiert wird, atmosphärische und andere Faktoren auszugleichen.
Die Bezugsprüfung, die unter Gebrauch der Öffnung 56 ausgeführt wird, wird als der Schwellwert für die Überwachung der Systemintegrität in Bezug auf den 0,02-Zoll-Schwellwert verwendet. Der Gebrauch der Öffnung 56 zum Bereitstellen der Bezugsprüfung eliminiert die Notwendigkeit, Schwellwerte im Voraus zu berechnen und eine Datenbank an Bord mitzuführen. Früher wurde eine Datenbank in Abhängigkeit von dem Kraftstoffniveau-anzeiger (FLI), den Umgebungstemperaturen, dem Luftdruck usw. berechnet und in den Speicher VSC 28 eingegeben. Mit dem Gebrauch einer Öffnung 56 wird der Schwellwert dynamisch zu Beginn der Testabfolge erstellt, und die vorherrschenden Rausch-/Steuerfaktoren werden beim Erstellen der Bezugsprüfung berücksichtigt.
Ein elektronisches Steuermodul (ECM) 67 ist mit der Pumpe 52, dem Drucksensor 54, dem COV 58 und dem FTIV 68 sowie beliebigen anderen Ventilen und Sensoren in dem ELS 50 verbunden. Das ECM kann in den VSC 28 integriert oder an ihn angeschlossen sein. Zusätzlich ist das ECM 67 mit einem Luftdrucksensor 61 verbunden.
3 veranschaulicht eine typische Entleerungsfluß-/Kraftstoffüllkonfiguration, die das ELS 50 verwendet. Wenn ein Kraftfahrzeugtank gefüllt wird, verdrängt der Kraftstoff mit Kraftstoffdampf beladene Luft. Auch führen tägliche (Tages)-Temperaturschwankungen zu Bestandteilen mit niedrigerem Molekulargewicht des Kraftstoffs, der während der Hitze des Tages verdampft. Diese Kraftstoffdämpfe werden in dem Behälter 30 absorbiert. Das absorbierende Material, wie zum Beispiel Aktivkohle, hat eine begrenzte Fähigkeit, Kraftstoff zu speichern und muß daher entleert werden, um Kraftstoffdampf, der aus dem Kraftstofftank verdrängt wird, wieder absorbieren zu können. Das erfolgt durch regelmäßiges Ansaugen von frischer Luft durch das Bett aus Kohlenstoffpellets in dem Kohlenstoffbehälter 30 und Zuführen dieser Luft, die desorbierten Kraftstoff enthält, zu einem laufenden Verbrennungsmotor 16. Die Kraftstoffdämpfe, die in die eintretende Luft desorbiert werden, werden in dem Motor 16 verbrannt. Frischluft wird in den Behälter 30 gesaugt. Ein derartiger Betrieb kann als ein Entleerungsbetrieb bezeichnet werden, da er die gespeicherten Kraftstoffdämpfe teilweise oder komplett aus dem Kohlenstoffbehälter 30 entleert. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich das System 31 auf den Kraftstofftank 32, den Behälter 30 und die dazugehörenden Rohrleitungen, Ventile und Steuerelemente derartiger Ventile.
Der Vakuum-/Druckverlauf 62 für einen Entleerungs-/Füllvorgang ist anhand von Pfeilen gezeigt. Das ELS 50 wird in die Umgebung 33 über das COV 58, das in Konfiguration A gezeigt ist, abgeleitet. Die Pumpe 52 wird eingeschaltet, um den Luftstrom in den Behälter 30 hinein oder aus ihm heraus zu lassen.
Zur Leckerfassung wird zuerst eine Bezugsprüfung, die in 4 gezeigt ist, ausgeführt. Das COV 58 befindet sich in der Konfiguration A. Die Vakuumpumpe 52 wird eingeschaltet und Vakuum wird über die Bezugsöffnung 56 gezogen und das darauffolgende Vakuumniveau wird von dem Drucksensor 54 gemessen und wird zum Schwellwertkriterium um zu bestimmen, ob ein Diagnosecode gesetzt wird und/oder andere Aktionen ausgeführt werden. Der Vakuum-/Druckverlauf 64 für eine Bezugsprüfung wird anhand von Pfeilen gezeigt.
Nach der Erstellung der Bezugsprüfung ist es an der Zeit, das eigentliche Lecktesten auszuführen, das in 5 gezeigt ist. Der Vakuumverlauf 66 für einen Lecktest ist anhand von Pfeilen gezeigt. Das COV 58 befindet sich in der Konfiguration B und die Pumpe 52 ist eingeschaltet. Je nach dem Volumen des Kraftstoff-systems 31, das entleert wird, kann es zum Beispiel fünf bis zwanzig Minuten dauern, bis das Vakuumniveau Sättigung erreicht. Sobald die Sättigung erreicht ist, wird das von dem Drucksensor 54 gemessene Vakuumniveau mit dem Vakuumniveau beim Ausführen der Bezugsprüfung (wie in 4 gezeigt) verglichen.
Ein typisches Diagramm einer Testabfolge mit Druck des Kraftstoffsystems in Bezug auf die Zeit ist in 6 mit unterschiedlichen Resultaten gezeigt. Die Bezugsprüfung 70 ist als Schwellwertniveau 72 basierend auf dem vorbestimmten Diagnoseschwellwert gezeigt. Wenn während das Lecktests das Vakuumniveau (bei diesem Beispiel der Druck) höher ist als die Bezugsprüfung 70 nach der Sättigung, zeigt der Test ein Leck wie bei 74 gezeigt an. Wenn während des Lecktests das Vakuumniveau niedriger ist als die Bezugsprüfung 70 nach der Sättigung, zeigt der Test keine signifikanten Lecks wie bei 76 gezeigt an. Das Kraftstoffsystem 31 wird dann zurück auf den Luftdruck gebracht, bevor die Pumpe 52 das gesamte Kraftstoffsystem 31 entleert. Wenn das darauffolgende von dem Drucksensor 54 gemessene Vakuum die Bezugsprüfungslinie 72 überschreitet, wird das System 31 als im Wesentlichen leckfrei betrachtet. Wenn anderenfalls das Vakuumsignal Sättigung oder einen Gleichgewichtswert oberhalb der Bezugsprüfungslinie 70 erreicht, wird das System 31 als ein Leck aufweisend, das das festgelegte Niveau oder den Schwellwert überschreitet, betrachtet, das Leck ist zum Beispiel größer als 0,02 Zoll.
Die ELS 50-Diagnose ermöglicht ein verbessertes Lecktesten. Die Gefälle der Druckmessungen über die Zeit können verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Vakuumsignal auf Nullinie ist und das Bezugsniveau nie erreichen wird, was ermöglicht, ein Leck, das das festgelegte Kriterium überschreitet, frühzeitig zu erfassen.
Das ELS 50 kann verwendet werden, um Lecks zu erfassen, die auf mehreren Schwellwerten beruhen, ohne dass unterschiedliche Materialbauteile erforderlich sind, wie zum Beispiel eine Bezugsöffnung mit unterschiedlicher Größe. Der Leckschwellwert zum Beispiel, der in einem ersten Staat oder in einer anderen Gesetzgebung festgelegt wurde, kann 0,02 Zoll betragen, während eine andere Gesetzgebung einen Leckschwellwert von zum Beispiel 0,04 Zoll festlegen kann. Das ELS 50 kann verwendet werden, um entweder die eine oder andere dieser Bedingungen zu erfassen, wobei die gleiche Bezugsöffnung 56 verwendet wird.
Eine Kraftstoffdampferzeugungstestphase kann mit dem ELS 50 verwendet werden, um ungenaue Leckbestimmungen in Zusammenhang mit einer hohen Kraftstoffdampf-erzeugungsrate herauszufiltern, was sofort nach dem Abschalten des Fahrzeugs auftreten kann, wenn der Kraftstofftank zum Beispiel eine Temperatur aufweist, die höher als die Umgebungstemperatur ist. Hohe Kraftstoffdampferzeugungsraten verursachen einen Druckaufbau in dem Kraftstofftank 32. Wenn die Kraftstoffdampferzeugungsrate zu hoch ist, ist der Vakuumausgang der Pumpe 52 eventuell nicht in der Lage, den Druckaufbau zu überwinden. Derzeit warten Lecktestsysteme in der Regel eine längere Zeitspanne, in der Größenordnung von vielen Stunden, bevor sie die Leckprüfung ausführen, so dass sich die Kraftstoff-dampferzeugungsrate und der dazugehörende Kraftstoff-systemdruck stabilisieren, während die Kraftstofftemperatur auf die Umgebungstemperatur zurückgeht. Anders als verschiedene Strategien des Stands der Technik ermöglicht die vorliegende Offenbarung ein Lecktesten viel früher nach dem Abschalten des Fahrzeugs 10. Durch früheres Ausführen des Lecktests wird auch die Häufigkeit der vervollständigten Tests (die Anzahl der Tests, die nach dem Abschalten des Fahrzeugs 10 vervollständigt werden), verbessert, was durch verschiedene Emissionsvorschriftenausschüsse überwacht werden kann. Der Lecktest wird von dem ECM 67 gesteuert, das in einer niedrigen Leistung oder anderen eingeschalteten Einstellung nach dem Abstellen in dem Fahrzeug während des Tests gehalten wird. Das ECM 67 kann auch in einem eingeschalteten Stand-bybetrieb gehalten werden, bis das Kraftstoffsystem ausreichend abgekühlt ist, um den Test durchzuführen, und wird dann in einem normalen Betriebsmodus aktiviert, um die Diagnose auszuführen. Bei Systemen des Stands der Technik kann das Steuermodul mit dem Fahrzeug ausgeschaltet werden und erfordert eine komplexere Weckstrategie, um einen Test zu beginnen, nachdem das Fahrzeug seit einer ausreichenden Zeit abgeschaltet ist.
Wenn in dem Tank 32 ein großer Druck oder hohes Vakuum, wie von dem Drucksensor 69 gemessen, vorliegt, bedeutet das, dass der Tank 32 leckfrei ist und nur die Seite des Behälters 30 des Systems 31 auf Lecks untersucht wird. Das spart an Zykluszeit und verringert die Abnutzung der Pumpe 52.
Das ELS kann prüfen, ob das Entleerungsventil des Behälters (CPV) 59 funktioniert. Das ECM 67 führt einen Test des offenen Festsitzens des CPV 59 aus, nachdem eine Luftdruckmessung durchgeführt wurde. Der Controller 67 steuert das CPV 59 auf eine geschlossene Position und steuert das COV 58 auf die Konfiguration B. Der Druck in dem ELS 50 wird auf eine Steigerung des Vakuums oder auf ein Sinken des Drucks überwacht, während der Motor 16 läuft. Jeder Vakuumaufbau über einen Schwellwert hinaus wird als von einem CPV 59 stammend betrachtet, das nicht komplett geschlossen ist, das nicht den Spezifikationen entsprechend funktioniert oder das ein Leck hat. Um den Einfluß auf die Vakuummessungen während des Tests von dem Kraftstofftank 32 zu eliminieren, wird das FTIV 68 während dieses Tests geschlossen.
Das ELS 50 kann auch einen blockierten oder verringerten Einlaß von Atmosphäre 33 durch den Filter 60 während des Betriebs des Motors prüfen. Während eines Entleerungsprozesses für den Behälter 30 strömt Umgebungsluft durch das ELS 50 und durch den Behälter 30, um Kraftstoffdämpfe mitzunehmen, die in dem Behälter 30 enthalten sind, um den Kraftstoff aus dem Behälter 30 zu entfernen. Die mit Kraftstoff geladene Luft wird dann in den Einlaß für den Motor 16 durch ein offenes CPV 59 eingeführt, wo der Kraftstoffdampf dann verbrannt wird. Das COV 58 wird auf die Konfiguration A gestellt. Das ECM 67 überwacht den Drucksensor 54 in dem ELS 50 während des Entleerungsprozesses. Wenn ein Druckabfall oder Vakuumaufbau erfaßt wird, setzt das ECM 67 ein Fehlerflag, das einem potentiell eingeschränkten oder blockierten Umgebungsluftfluß aus der Umgebung 33, wie zum Beispiel im Filter 60, entspricht.
Das ELS 50 kann auch den Entleerungsfluß prüfen, wenn der Motor 16 läuft, um sicherzustellen, dass das CPV 59 nicht in einer geschlossenen Position festsitzt. Wenn der Motor 16 läuft, wird ein Behälterentleerungsventil (CPV) 59 auf offen gesteuert, und das COV-Ventil 58 wird eingeschaltet (auf die Konfiguration B gestellt), um einen Widerstand zu bilden. Das CPV 59 verbindet den Behälter 30 mit dem Einlaß des Motors 16. Der Drucksensor 54 wird verwendet, um einen signifikanten Vakuumabfall als Bestätigung dafür zu erfassen, dass das CPV 59 tatsächlich geöffnet ist, und dass der Entleerungsfluß nicht eingeschränkt wird. Das CPV 59 wird zum Beispiel darauf getestet, dass es nicht in einer geschlossenen Position festsitzt, während der Motor 16 läuft und das Entleeren des Behälters 30 beginnt. Das COV 58 ist geschlossen oder wird auf die Konfiguration B gestellt, um eine Einschränkung zu schaffen. Wenn der Drucksensor 54 in dem ELS 50 einen Druckabfall anzeigt oder ein Ansteigen des Vakuums anzeigt, wird der Flußverlauf für Entleerungsdämpfe als offen betrachtet, und das CPV 59 wird für eine offene Position bestätigt.
Normierer können mit dem ELS 50 verwendet werden, indem das resultierende stabilisierte Vakuum, das in Phase 3 erzielt wird, durch das in Phase 1 erzielte Bezugsvakuum geteilt wird. Die Normierer erlauben das Anzeigen aller Daten auf einem einzigen Diagramm und verringern den Kalibrierungsaufwand, der sonst für verschiedene Schwellwertniveaus erforderlich wäre, zum Beispiel für die Kalibrierung 0,02 Zoll und auch für die Kalibrierung 0,04 Zoll.
7 zeigt „normierte“ Daten mit verschiedenen Lecks. Indem ein normierter Druck (der gemessene Druck geteilt durch den Bezugsdruck) verwendet wird, können Leckdaten für 0,02 Zoll sowie für 0,04 Zoll auf ein und demselben Diagramm angezeigt werden, was das Erstellen von Schwellwerten erleichtert. Das Diagramm enthält keine Leckdaten 80 (Kreise), 0,02-Zoll-Leckdaten 82 (Dreiecke) und 0,04-Zoll-Leckdaten 84 (Quadrate). Das Normieren der Daten unterstützt das Einstellen der Schwellwerte, um ungenaue Testergebnisse zu minimieren. Bei einer Kalibrierung zu 0,02 Zoll ergibt alles oberhalb der 0,02-Zoll-Leckschwelllinie 86 keinen Diagnosecode oder andere Abhilfsaktionen, während alles unterhalb der Schwellinie 86 einen Diagnosecode oder verschiedene entsprechende Motor-/Fahrzeugsteuer-aktionen auslösen kann. Für eine 0,04-Zoll-Kalibrierung zeigt alles oberhalb der 0,04-Zoll-Schwelllinie 88 kein signifikantes Leck an, und alles unterhalb der Linie 88 zeigt ein Leck an, das zu einem Diagnoseflag, Code oder einer ähnlichen Aktion führen kann. Der Diagnosecode kann ein Pass Code, ein Fehlercode, ein Servicecode, ein Testabbruchscode oder ein anderer Codetyp, der im Stand der Technik bekannt ist, sein.
Die ELS 50-Diagnose besteht aus mehreren Phasen, die unten ausführlicher beschrieben werden. Ein Flußdiagramm einer Ausführungsform der ELS-Diagnose ist in 8 veranschaulicht. Es kann eine beliebige Anzahl von Phasen bei einer Ausführungsform der Erfindung vorliegen, und die Numerierung der Phasen bedingt nicht unbedingt eine spezifische Reihenfolge der Phasen.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Eingangsbedingungen 90 für die Phase 0 und die ELS-Diagnose das Testen des Kraftstoffsystems 31 und ELS 50 durch das ECM 67 während des Betriebs des Fahrzeugs und während der Motor läuft. Das CPV 59 wird auf Festsitzen in einer offenen Position getestet. Der Flußverlauf von der Umgebung 33 durch das Filter 60 wird auf Einschränkungen getestet. Schließlich wird das CPV 59 auf Festsetzen in einer geschlossenen Position getestet.
Phase 0, bei 92 gezeigt, der Luftdruckbezugswert und Funktionstest des ELS 50, ist die erste Phase der ECM 67-Diagnose und läuft, wenn während des Fahrzyklus des Fahrzeugs 10 Eingangsbedingungen bei 90, wie die in Zusammenhang mit dem Abschalten des Fahrzeugs, dem Kraftstofftankniveau, Umgebungstemperatur usw., für das ECM 67 erfüllt wurden. Die Eingangsbedingungen werden in der Strategie einmal pro Hintergrundschleife, zum Beispiel 100 ms beurteilt. Wenn sich alle Schnellantriebe ELS 50 in ihrem unversorgten Zustand (wie in 2 gezeigt) befinden, wird davon ausgegangen, dass das System 31 in die Umgebung abgelassen wird und dass eine Luftdruckmessung durch Gebrauch des Drucksensors 54 erzielt und in einer dazugehörenden Variablen im Speicher aufgezeichnet/ gespeichert wird, nachdem eine programmierte Aufwärmzeit verstrichen ist. Bei bestimmten Ausführungsformen wird das CPV 59 nach dem Abschalten des Motors geöffnet, um das System 31 zu entlüften und ein eventuell bestehendes Vakuum zu brechen, bevor der Luftdruck gemessen wird, um die Präzision der Luftdruckmessung zu steigern. Der Drucksensor 54 ist ein Absolutsensor, während der Drucksensor 69, wie zum Beispiel ein Hochdruck-Kraftstofftankdruckgeber (HPFTPT), ein Relativsensor ist und sich zwischen dem FTIV 68 und dem Kraftstofftank 32 befindet.
Um den absoluten und den relativen Druck der jeweiligen Sensoren zu vergleichen, wird das Signal des Drucksensors 54 auf Manometerdruck umgewandelt, indem die Luftdruckablesung abgezogen wird, und das Ergebnis wird in einem entsprechenden Parameter als Relativdruck gespeichert. Die Pumpe 52 wird eingeschaltet, und das Gefälle der Messung des Drucksensors 54 wird nach einer programmierbaren oder voreingestellten Zeit, die von einem entsprechenden Parameter, der die Zeit unter Vakuum plus Aufwärmzeit darstellt, bestimmt, berechnet. Wenn das berechnete Gefälle geringer ist als ein entsprechender Schwellwert, deutet das ECM 67 versuchsweise an, dass das COV 58 im versorgten Zustand festsitzt (Konfiguration B), bis zu den anstehenden Ergebnissen des Funktionstests der Pumpe.
Sobald der Funktionstest des COV 58 abgeschlossen ist, wird der Funktionstest der Öffnung 56 ausgeführt. Der relative Druck des Drucksensors 54 wird mit einem entsprechenden Schwellwert verglichen, um festzu-stellen, ob zuviel Vakuum erzeugt wurde, was eine Anzeige für eine verstopfte Öffnung 56 sein kann. Wenn die Öffnung 56 verstopft ist, bricht das ECM 67 den Lecktest ab und ein Abbruchcodeparameter, der der verstopften Öffnung 56 entspricht, wird gesetzt. Der letzte Teil der Phase ist die Zeitverzögerung des Aufwärmens der Pumpe 52. Sobald die Aufwärmzeit erreicht ist, wird der relative Druck des Drucksensors 54 mit einem entsprechenden Schwellwert verglichen, um zu bestimmen, wie viel Vakuum über die Öffnung 56 während der Aufwärmzeit erzeugt wurde. Zu wenig Vakuum ist ein Hinweis darauf, dass die Pumpe 52 nicht richtig funktioniert, und in diesem Fall bricht das ECM 67 den Lecktest ab und ein Abbruchcodeparameter kann verwendet werden, um anzugeben, warum der Test abgebrochen wurde. Anderenfalls geht das ECM 67 weiter zur nächsten Phase.
Nach dem erfolgreichen Abschluß der Funktionstests der Phase 0 bei 92, geht das ECM 67 zur Phase 1 weiter, nämlich zur ersten Bezugsdruckmessung, die bei 94 gezeigt ist. In der Phase 1 wird der relative Druck des Drucksensors 54 über eine im Voraus bestimmte oder programmierbare Anzahl von Malen gemittelt, und die daraus resultierende Bezugsprüfung wird gespeichert. Die erste Bezugsprüfung wird mit einer Tabelle von Mindest- und Höchstbezugsdrücken in Abhängigkeit von dem aufgezeichneten Luftdruck verglichen. Wenn die Bezugsprüfung außerhalb des entsprechenden Minimums und Maximums liegt, bricht das ECM 67 den Lecktest ab. Die Vakuumpumpe 52 wird auf AUS gesteuert, und der Drucksensor 54 wird mit dem nahen Luftdruck verglichen. Wenn der Drucksensor 54 nicht wieder über einen entsprechenden Schwellwert ansteigt, geht das ECM 67 davon aus, dass die Vakuumpumpe 52 blockiert ist, der Lecktest wird abgebrochen und ein Abbruchcodeparameter kann erzeugt werden. Anderenfalls geht das ECM 67 zur Phase 2 weiter.
Nach dem erfolgreichen Abschluß der Phase 1 geht das ECM 67 zur Phase 2, der Tankdruckbeurteilung, bei 96 gezeigt, weiter. In der Phase 2 wird der gefilterte Druck/das Vakuum des Tanks 32 anhand von Daten beurteilt, die von dem Drucksensor 69 kommen, um anzuzeigen, ob der Tank 32 leckfrei ist oder nicht. Im Allgemeinen, wenn ein großer Druckanstieg oder ein großer Vakuumanstieg in dem Tank 32 wie durch entsprechende Schwellwerte bestimmt besteht, und die Druck-/Vakuumschwankung (Ablesungen hoch-niedrig) in dem Tank unterhalb eines entsprechenden Schwellwerts liegt, wie von dem Drucksensor 69 gemessen, wird davon ausgegangen, dass die Integrität der Dichtung des Tanks 32 nicht beeinträchtigt ist, und dass keine Lecks vorliegen. In einem solchen Fall wird das Isolierventil (FTIV) 68 des Kraftstofftanks in seiner normalerweise geschlossenen Position gelassen, und nur die Seite des Behälters 30 des Systems 31 wird auf Lecks überprüft. Wenn der Druck/das Vakuum des Tanks 32 nahe dem Luftdruck liegt oder wenn der Druck/das Vakuum des Tanks 32 hoch ist, jedoch mit einer beträchtlichen Variation, wird das FTIV 68 auf offen gesteuert, und das gesamte System 31 wird auf Lecks überwacht. Wenn ein gemittelter gefilterter Wert von dem Drucksensor 54 die Schwellwertanforderungen für den Test erfüllt, das heißt 0,02 Zoll oder 0,04 Zoll, kann der Lecktest das Pass-Flag erhalten. Das ELS 50 geht dann auf die Phase 3 über.
In der Phase 3 wird das Kraftstoffsystem (nur die Seite des Behälters 30 oder das gesamte System 31) mit der Vakuumpumpe 52 für einen Vakuumzug und eine Leckerfassung wie bei 98 gezeigt entleert. Das COV 58 befindet sich in der Konfiguration B und die Vakuumpumpe 52 wird eingeschaltet. Der Funktionstest des COV 58 wird ausgeführt, um zu prüfen, ob das COV 58 festsitzt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Die Änderungsrate des von dem Drucksensor 54 gemessenen Drucks wird berechnet und mit einem entsprechenden Schwellwert verglichen. Das ECM 67 bricht den Lecktest ab, wenn das berechnete Vakuumgefälle zu steil ist. Wenn das COV 58 den Test besteht, geht das ECM 67 weiter zum Prüfen des FTIV 68 auf einen festsitzenden offenen Zustand, wenn es zuvor auf geschlossen gesteuert wurde. Nach dem Verstreichen einer Prüfzeit für das FTIV 68 wird eine Gefälleberechnung des Drucksensors 54 basierend auf dem gemessenen Druck ausgeführt und mit einem entsprechenden Limit verglichen. Wenn das Gefälle zu gering ist, bedeutet das, dass das FTIV 68 offen festsitzt, das ECM 67 bricht den Lecktest ab und ein Abbruchcodeparameter kann erzeugt werden. Wenn das FTIV 68 umgekehrt auf offen gesteuert wurde und das berechnete Druckgefälle von dem Drucksensor 54 größer ist als ein entsprechender Schwellwert, bedeutet das, dass das FTIV 68 geschlossen festsitzt, das ECM 67 bricht den Lecktest ab und ein Abbruchcodeparameter kann erzeugt werden.
Sobald die Funktionstests abgeschlossen sind, geht das ECM 67 weiter zur Bewertung der Leckintegrität des Systems 31, wie bei 100 gezeigt. Ein gefiltertes Signal des Drucksensors 54 wird verwendet, und seine Werte werden eine vorbestimmte Anzahl von Malen gemittelt. Da der in Phase 1 erzielte Bezugsprüfungsschwellwert bei jedem Test wechselt, ist es wünschenswert, die Leckergebnisse auf den Bezugsschwellwert zu normalisieren, der in diesem Test erzielt wurde, um alle Lecktests gemeinsam zu vergleichen, zum Beispiel 7. Ein normalisiertes Vakuum wird berechnet und mit dem normalisierten Schwellwert für eine Kalibrierung zu 0,02 Zoll verglichen. Sollte das ECM 67 nur zum Erfassen von Lecks zu 0,04 Zoll kalibriert sein, wird das normierte Vakuumresultat mit einem normierten Schwellwert für eine Kalibrierung zu 0,04 Zoll verglichen. Normierte Ergebnisse, die größer sind als die normierten Schwellwerte, zeigen an, dass keine Lecks basierend auf dem entsprechenden Leckschwellwert erfaßt wurden.
Das ECM 67 berechnet auch eine Gefälleberechnung für eine Reihe vorbestimmter Zeitintervalle. Das Gefälle wird ausgehend von dem gefilterten Signal des Drucksensors 54 berechnet. Die Gefälle werden nacheinander summiert und gemittelt, und dieses Mittel wird mit einem Wert verglichen, der auf ein „Flat-lining“-Signal hinweist. Wenn das Vakuumsignal ohne Überschreiten des Bezugsprüfungsschwellwerts flach wird, bedeutet das, dass in dem Kraftstoffsystem 31 ein Vakuumleck vorliegt, bis zu einer darauffolgenden Kraftstoffdampferzeugungsanalyse bei 102. Sollte das Vakuumsignal flach werden, setzt das ECM 67 einen vorläufigen Überwachungsflag und geht weiter zu Phase 4, 102. Wenn das FTIV 68 offen ist, wird ein Flag gesetzt, um ein potentielles Vakuumleck, das den Schwellwert in dem gesamten System 31 überschreitet, anzuzeigen. Wenn das FTIV 68 auf geschlossen gesteuert wird, wird ein Flag gesetzt, um ein Vakuumleck anzuzeigen, das den Schwellwert auf der Seite des Behälters 30 des Systems überschreitet.
In Phase 4, die bei 102 gezeigt ist, wird das System 31 auf Dampferzeugung in dem Fall diagnostiziert, in dem ein Leck, das den Schwellwert überschreitet, in Phase 3 angezeigt wurde, während das FTIV 68 offen war. Die Kraftstoffdampferzeugung führt zu einem positiven Druckaufbau innerhalb des Systems 31 und wird typischerweise von den Kraftstoffen mit relativ hohem Dampfdruck und/oder hohen Umgebungstemperaturen verursacht. Der positive Druck in dem System 31 kann das Vakuum überwinden, das von der Pumpe 52 erzeugt wird. In Abhängigkeit von dem Ausmaß des erzeugten Dampfes kann ein ansonsten zufriedenstellendes System 31 als ein Leck aufweisend diagnostiziert werden, weil die Pumpe 52 nicht in der Lage wäre, ein ausreichendes Vakuum auf dem System 31 anzusaugen. Die Dampferzeugung kann daher als die Präzision der von Phase 3 erzielten Resultate verbessernd betrachtet werden.
Die Kraftstoffdampferzeugungsanalyseroutine beruht auf dem idealen Gasgesetz, PV=nRT. Die Temperatur und das Volumen (des starren Gastanks 32) werden als während der Dauer des Tests konstant angenommen. Jegliche Druckänderung ist daher auf eine Änderung in n, der Anzahl der Mole Kraftstoffdampf, zurückzuführen. Die Dampferzeugungsanalyseroutine beginnt durch Ausschalten der Vakuumpumpe 52 und Steuern des COV 58 auf seine Entlüftungsposition (Konfiguration A). Bei offenem FTIV 68 wird es dem System 31 erlaubt, in die Umgebung 33 während einer Dauer zu entlüften, bis sich der Druck dem Luftdruck nähert oder ein Timeout auftritt. In dem Fall eines Timeout, wird davon ausgegangen, dass der Tank 32 hohe Kraftstoffdampfniveaus hat, auch wenn er zur Umgebung 33 offen ist, ist der Druck des Tanks 32 nicht in der Lage, mit dem Luftdruck auszugleichen. Sobald sich der Druck des entlüfteten Tanks 32 dem Luftdruck nähert, wird das FTIV 68 geschlossen, und der Tank 32 wird während einer vorbestimmten Dauer abgesperrt. Ein positiver Druckaufbau über ein Zeitintervall ergibt ein Abbrechen der Routine und Eliminieren der Ergebnisse der Phase 3. Das ECM 67 setzt einen Abbruchcode und beendet den Lecktest.
Der Kraftstoffdampferzeugungstest wird nicht ausgeführt, wenn Phase 3 kein Leck erfaßt, das den Schwellwert überschreitet. Statt dessen wird ein Test auf festsitzendes geschlossenes CPV 59 ausgeführt. Der Test öffnet einfach das CPV 59 zum Brechen des Vakuums, das in der vorhergehenden Phase angesaugt wurde. Wenn das Vakuum nicht ansteigt, wird das Flag für das geschlossen festsitzende CPV 59 gesetzt. Das ECM 67 bricht jedoch die Routine nicht ab, weil sich das geschlossen festsitzende CPV 59 nicht auf die Leckerfassung auswirkt.
Ein offen festsitzendes CPV 59 kann sich auch auf den Test auswirken. Eine Diagnose eines offen festsitzenden CPV 59 kann ausgeführt werden, während der Motor in Betrieb ist und das CPV 59 wird auf eine geschlossene Position gesteuert. Das COV 58 ist geschlossen (welche Konfiguration?), um eine Einschränkung zu schaffen, und der Druck wird mit dem Sensor 54 überwacht. Wenn das Vakuumniveau in dem ELS 50 steigt, wird bestimmt, dass das CPV entweder offen ist oder leckt, da das Vakuumniveau steigt aufgrund des Unterdrucks vom Motoreinlaß, und ein Flag kann gesetzt werden. Ein offen festsitzendes CPV 59 ist gleich wie ein großes Leck auf der Seite des Behälters 30.
In der Phase 5 wird die erste Bezugsprüfung als akkurat bestätigt, indem eine zweite Bezugsprüfung erzielt wird und die zwei, wie in 104 gezeigt, verglichen werden. Nach einer Stabilisierungszeit wird eine Luftdruckablesung erzielt und mit der ersten Luftdruckablesung verglichen. Wenn die Ablesungen des Luftdrucks nicht mit einem kalibrierbaren Limit übereinstimmen, bricht das ECM 67 die Routine ab. Wenn die Ablesungen des Luftdrucks konsistent sind, setzt das ECM 67 fort, indem es die Pumpe 52 für eine vorbestimmte Aufwärmzeit einschaltet. Die zweite Bezugsprüfung wird mit einer Tabelle von Mindest- und Höchstbezugsdrücken in Abhängigkeit von dem aufgezeichneten Luftdruck wie oben beschrieben in Bezug auf die erste Bezugsprüfung verglichen. Wenn die zweite Bezugsprüfung außerhalb des Minimums und Maximums liegt, bricht das ECM 67 die Routine ab. Wenn die zweite Bezugsprüfung als zufriedenstellend angesehen wird, werden die erste und die zweite Bezugsprüfung miteinander verglichen. Wenn sie sich um mehr als eine vorbestimmte Menge unterscheiden, bricht das ECM 67 die Routine ab und kann einen Abbruchcodeparameter setzen.
Sobald die Bezugsprüfungen vom ECM 67 bestätigt wurden, besteht die letzte Aktion des ECM 67 im Zuweisen von Flags, die mit dem Diagnosemerkmal des Monitors, wie bei 106, 108 gezeigt, in Wechselwirkung treten. Die Flagwerte beruhen auf den Testergebnissen der Phase 3. Das ECM 67 erzeugt jedoch eventuell keinen Diagnosecode, der dauerhaft gespeichert wird oder den Bediener oder Techniker anderweitig warnt, außer wenn die Bezugsprüfungen bestätigt werden. Diese zusätzliche Vorsichtsmaßnahme sollte genauere Testergebnisse liefern und ungerechtfertigte Reparaturen oder kostspieligere Diagnosen verringern.
Sollte das ECM 67 irgendeine der Testroutinen abbrechen, können der Abbruchcode und die dazugehörende Abbruchursache für die Untersuchung, Analyse und/oder Wartung verfügbar sein.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Integrität des Behälters 30 zum Beispiel in der Phase 2 durch Schließen des FTIV 68, Aufbauen eines Vakuums im Behälter 30 und Messen des Drucks bestimmt. Sollte die Diagnose der Integrität der Seite des Behälters 30 im Vergleich zu einem Schwellwert scheitern, stoppt die Diagnose und ein Flag wird gesetzt. Wenn die Phase 2 den Integritätstest des Behälters 30 besteht, geht die Diagnose weiter zu Phase 3, um den Kraftstofftank 32 zu beurteilen. Der Tank 32 wird in einen Vakuumzustand versetzt und der Druck wird gemessen und mit einem Schwellwert verglichen. Hält der Tank 32 sein Vakuum oder sein Druckniveau, wird ein Pass-Code als Diagnosecode gesetzt und es wird kein weiterer Test ausgeführt. Anderenfalls kehrt die Diagnose zu Phase 2 zurück, öffnet das FTIV 68 und zieht ein Vakuum auf dem gesamten System 31, um das gesamte System 31 zu testen. Wenn das einen Fehlercode, der als Diagnosecode gesetzt wird, ergibt, wird anschließend ein Kraftstoffdampferzeugungstest ausgeführt.
Daher erlauben es die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, eine Diagnose für das Kraftstoffsystem eines Fahrzeugs zum Testen der System integrität zu verwenden. Der Gebrauch einer Kraftstoffpumpe in dem Diagnosemodul erlaubt den Gebrauch der Diagnose sowohl bei herkömmlichen als auch bei Hybridfahrzeugen, da sie nicht auf ein von einem Motor bereitgestelltes Vakuum zurückgreift, um ein Vakuum zum Testen der Integrität des Kraftstoffsystems zu liefern. Die Diagnose verwendet eine einzige Öffnung zum Testen der Integrität des Systems in Bezug auf mehrere Testschwellwerte, wie die, die von verschiedenen Regulierungsbehörden festgelegt werden, und erfordert nicht für jede Testnorm eine unterschiedliche Öffnung. Die Diagnose vergleicht Testdruckmessungen mit verschiedenen Schwellwerten, die die verschiedenen Normen darstellen. Ein Diagnosecode kann gesetzt werden, wenn der Druck in dem Kraftstoffsystem den jeweiligen Schwellwert während eines Tests überschreitet, oder wenn eine Kombination des Gefälles der Druckmessung und der Zeit ein zukünftiges Überschreiten des Schwellwerts anzeigt. Die Diagnose kann innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Abschalten des Fahrzeugs beginnen, wie zum Beispiel in der Größenordnung von alle zehn Minuten, und dies im Vergleich zu Stunden bei anderen Systemen, was eine größere Häufigkeit der Test während der Lebensdauer des Fahrzeugs bereitstellt. Ein Kraftstoffdampferzeugungstest kann an dem Ende der Diagnose ausgeführt werden, um die Gültigkeit des Diagnosecodes zu bestimmen.
Zeichenerklärung

Fig. 1

APPS - Accel. Pedal Position Sensor	Sensor der Gaspedalposition
BPPS - Brake Pedal Position Sensor	Sensor der Bremspedalposition
VSC - Vehicle System Controller	Fahrzeugsystem controller
TCM - Transmission Control Module	Getriebesteuermodul
BCM - Battery Control Module	Batteriesteuermodul
BSCM - Brake System Control Module	Bremssystem-Steuermodul
O.W.C. - One Way Clutch	Einwegkupplung
Desired Eng Tq	Gewünschtes Motormoment
Engine / Control	Motor / Steuerung
Desired Wheel Tq	Gewünschtes Raddrehmoment
Desired Eng Spd	Gewünschte Motordrehzahl
Gen Brake Cmd	Allg. Bremsbefehl
Contactor Ctrl	Schaltersteuerung
Regenerative Braking Cmd	Regenerativbremsbefehl
Battery	Batterie
Trans Axle	Trans-Axle
Planetary	Planetengetriebe
Brake	Bremse
Generator	Generator
Ring	Ring
Sun	Planeten
Generator Brake Control	Generator Bremssteuerung
Generator Control	Generatorsteuerung
Motor Control	Motorsteuerung
High Voltage Bus	Hochspannungsbus
Motor	Motor

Fig. 2

Canister	Behälter
Filter	Filter

Fig. 3

Canister	Behälter
Ref Orifice	Bezugsöffuung
COV off	COV aus
Atm	Luftd.

Fig. 4

Canister	Behälter
Ref Orifice	Bezugsöffuung
COV off	COV aus
Atm	Luftd.

Fig. 5

Canister	Behälter
Ref Orifice	Bezugsöffuung
COV on	COV ein
Atm	Luftd.

Fig. 6

Ref Orifice	Bezugsöffnung
Pressure	Druck
Reference Check	Bezugsprüfung
Leak	Leck
No Leak	Kein Leck
Threshold	Schwellwert
Time	Zeit

Fig. 7

Normalized Leaks - All Data	Normalisierte Lecks - Alle Daten
0.02" Leak Threshold	0,02-Zoll-Leckschwellwert
0.04" Leak Threshold	0,04-Zoll-Leckschwellwert
Phase # 3 Pressure / Reference Pressure	Phase Nr. 3 Druck / Bezugsdruck
Run Order	Reihenfolge

Fig. 8

Start	Start
Entry Conditions Met?	Eingangsbedingungen erfüllt?
N	Y
0: Measure Patm and ELS Functional Test	0: Patm messen und ELS-Funktionstest
Pass	Bestanden
1: Measure P_ref,1 and Compare to Patm	1: P_ref,1 messen und mit Patm vergleichen
2: Evaluate Integrity of Fuel Tank	2: Integrität des Kraftstofftanks beurteilen
3: Place COV in B Configuration and Perform ELS Leak Test	3: COV auf Konfiguration B stellen und ELS-Lecktest ausführen
Is Leak Above Threshold?	Leck über dem Schwellwert?
4: Vapor Generation Test, Place COV in A Configuration, then Seal Tank using FTIV	4: Dampferzeugungstest, COV auf Konfiguration A stellen, dann Tank mit FTIV abdichten
5: Measure P_ref,2 and P_atm,2 to Validate	5: P_ref,2 und P_atm,2 zum Bestätigen messen
Pass code	Pass-Code
Abort or Fault Code	Abbruch-oder Fehlercode
Abort Code	Abbruchcode

Claims

Fahrzeug, umfassend: ein Kraftstoffsystem (31) mit einem Kraftstofftank (32) und einem Behälter (30); ein Diagnosemodul (50), das eine Öffnung (56), einen Drucksensor (54), ein Umschaltventil (58), und eine Pumpe (52) aufweist, wobei das Diagnosemodul (50) das Kraftstoffsystem (31) mit der Umgebung (33) verbindet und dazu ausgebildet ist, selektiv folgendes vorzusehen: (i) eine erste Konfiguration, in der durch das Umschaltventil (58) in einer ersten Position der Behälter (30) und die Umgebung (33) strömungsverbunden sind, wobei die Pumpe (52) und die Öffnung (56) außer Betrieb sind, (ii) eine zweite Konfiguration, in der das Umschaltventil (58) in der ersten Position ist und durch die Öffnung (56) der Behälter (30) mit der Umgebung (33) strömungsverbunden und die Pumpe (52) eingeschaltet ist, und (iii) eine dritte Konfiguration, in der das Umschaltventil (58) in einer zweiten Position ist und durch die Öffnung (56) der Behälter (30) mit der Umgebung (33) strömungsverbunden und die Pumpe (52) eingeschaltet ist, wobei die Öffnung (56) im Vergleich zu dem Umschaltventil (58) einen unabhängigen Strömungsweg vom Behälter (30) in die Umgebung (33) ermöglicht, wenn das Diagnosemodul (50) in den zweiten und dritten Konfigurationen ist; und einen Controller (67), der zu Folgendem konfiguriert ist: (i) Messen eines Bezugsdrucks über die Öffnung (56) zum Bereitstellen eines jeweils zu Beginn der Leckageprüfung erstellten Schwellenwerts (72); (ii) Isolieren des Kraftstoffsystems (31) in einem Unterdruckzustand; (iii) Messen einer Reihe von Drücken in dem Kraftstoffsystem (31); (iv) Bereitstellen eines Codes als Reaktion auf das Vergleichen der Reihen von Drücken mit dem Schwellenwert (72) und (v) als Code einen Fehlercode auszugeben, sobald ein Gefälle der Reihe der Druckmessungen auf eine zukünftige Messung, die den Schwellenwert (72) überschreitet, hinweist, wobei das Gefälle nach einer vorgegebenen Zeit bestimmt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (67) konfiguriert ist, das Umschaltventil (58) in die erste Position zu steuern, wenn der Bezugsdruck gemessen wird; und wobei der Controller (67) konfiguriert ist, das Umschaltventil (58) in die zweite Position zu steuern, wenn die Reihe von Drücken gemessen wird.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Controller (67) konfiguriert ist, das Umschaltventil (58) in die erste Position zu steuern und einen zweiten Bezugsdruck für einen Validierungstest zu messen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (67) konfiguriert ist, als Code einen Fehlercode auszugeben, wenn mindestens eine der Reihen der Druckmessungen den Schwellenwert (72) binnen einer vorgegebenen Zeit überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller konfiguriert ist, nach einem Abstellen des Fahrzeugs in einem Betriebsstatus zu bleiben, bis der Code bereitgestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Messen des Bezugsdrucks über die Öffnung (56) zusätzlich einen zweiten Schwellenwert (88) vorsieht; und wobei der Controller (67) konfiguriert ist, durch das Vergleichen der Reihen der Druckmessungen mit dem zweiten Schwellenwert (88), einen zweiten Code auszugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Kraftstofftank (32) durch ein Isolierventil (68) mit dem Behälter (30) verbunden ist, und der Behälter (30) mit einem Motor (16) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffsystem (31) ferner einen Tankdrucksensor (69) umfasst, der in Verbindung mit dem Kraftstofftank (32) steht; und wobei der Controller (67) konfiguriert ist, den Druck in dem Kraftstofftank (32) mittels des Tankdrucksensors (69) zu messen, um die Unversehrtheit des Kraftstofftanks (32) zu überprüfen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (67) konfiguriert ist, den Betrieb des Entleerungsventils (59), das das Kraftstoffsystem (31) mit einem Motor (16) verbindet, während der Motor (16) in Betrieb ist, und den Luftstrom von der Umgebung (33) zu dem Diagnosemodul (50) als Eingangsbedingungen zu testen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Umschaltventil (58) ein magnetgesteuertes Ventil mit zwei Stellungen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Strömung von dem Behälter (30) zur Umgebung (33) durch das Umschaltventil (58) in der ersten Konfiguration des Diagnosemoduls die Pumpe (52) umgeht; und wobei die Strömung von dem Behälter (30) zur Umgebung (33) durch das Umschaltventil (58) in der dritten Konfiguration des Diagnosemoduls durch die Pumpe (52) strömt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (56) und das Umschaltventil (58) parallel zueinander und zwischen dem Behälter (30) und der Umgebung (33) positioniert sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Kraftstofftank durch ein Isolierventil (68) mit dem Behälter (30) verbunden ist, wobei der Behälter (30) mit einem Motor (16) verbunden ist und eine elektrische Maschine (14) vorgesehen ist, wobei der Controller (67) konfiguriert ist: (i) einen Bezugsdruck über die Öffnung (56) zu messen, um mit dem Umschaltventil (58) in der ersten Position den Schwellenwert (72) bereitzustellen; (ii) das Isolierventil (68) in eine geschlossene Position zu steuern und das Umschaltventil (58) in eine zweite Position zu steuern, um das Kraftstoffsystem (31) zu isolieren; (iii) die Pumpe (52) zu steuern, um das Kraftstoffsystem (31) in einem Unterdruckzustand zu bringen; (iv) eine Reihe von Drücken in dem Kraftstoffsystem (31) zu messen; (v) einen Diagnosecode bereitzustellen, wenn mindestens eine der Reihen von Druckmessungen den Schwellenwert (72) innerhalb einer vorgegebenen Zeit überschreitet; und (vi) einen Diagnosecode bereitzustellen, wenn eine Steigung der Reihen von Druckmessungen nach einer weiteren vorgegebenen Zeit auf einen zukünftigen Druckmesswert, der den Schwellenwert (72) überschreitet, hinweist.