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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZDARSTELLUNG
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Fahrzeuge können mit Dampfemissionssteuerungssystemen zum Reduzieren der Freisetzung von Kraftstoffdämpfen an die Atmosphäre ausgestattet sein. Zum Beispiel können verdampfte Kohlenwasserstoffe (HC) aus einem Kraftstofftank in einem Kraftstoffdampfbehälter gespeichert werden, der mit einem die Kraftstoffdämpfe adsorbierenden und speichernden Adsorptionsmittel gepackt ist. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Motor läuft, ermöglicht das Dampfemissionssteuerungssystem, dass die Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffdampfbehälter gespült werden in den Motoransaugkrümmer, um während der Verbrennung abgebaut zu werden.
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Die
US 5 377 644 A beschreibt einen Kraftstoffdampfbehälter und ein Verfahren zum Spülen des Kraftstoffdampfbehälters. Der Kraftstoffdampfbehälter weist dabei mehrere Bereiche auf, die über individuell zugeordnete Ventile mit einer Spülleitung verbunden sind. Darüber hinaus sind ein Belüftungsventil zum Belüften der einzelnen Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters sowie ein Entlüftungsventil, mit dem sich die Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters entlüften lassen, vorhanden.
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Die
DE 10 2008 045 010 A1 beschreibt eine Entlüftungseinrichtung für Kraftstoffdampfauffangbehälter. Zur Entleerung der beiden Kraftstoffdampfbehälter ist eine Spülleitung vorgesehen, die jeden der beiden Kraftstoffdampfauffangbehälter über ein Tankentlüftungsventil mit dem Kraftfahrzeugmotor verbindet. Ein Umschaltventil verbindet entweder den ersten Kraftstoffdampfbehälter oder den zweiten Kraftstoffdampfbehälter zur Entlüftung mit der Umgebung.
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In einem Beispiel, das in US-Patent
US 5 398 660 A beschrieben ist, weist ein Kraftstoffdampfbehälter mehrere Spülventile und mehrere Lufteinlassventile auf. Während des Motorbetriebs können alle Spülventile und die Lufteinlassventile geöffnet werden, um einen negativen Druck aus einem Motorluftzufuhrkanal in dem Behälter zuzuführen. Als Ergebnis der Vakuumzufuhr wird Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfbehälter in den Ansaugkrümmer des Motors gespült.
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben jedoch Probleme mit dem obigen Ansatz erkannt. Zum Beispiel kann bei Motoranwendungen, die mit geringem Vakuum in der Luftansaugung betrieben werden, durch das gleichzeitige Öffnen aller Lufteinlass- und Spülventile des Kraftstoffdampfbehälters eine niedrige Vakuummenge in dem Kraftstoffdampfbehälter erzeugt werden. Dementsprechend kann die Zeitdauer, die zum Spülen des Kraftstoffdampfbehälters benötigt wird, erheblich sein. Insbesondere bei Anwendungen in Hybridelektrofahrzeugen (HEV) kann die Motorlaufzeit kürzer sein als die Zeitdauer, die benötigt wird, um den Kraftstoffdampfbehälter mit niedrigem Vakuum zu spülen.
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Daher können in einem Beispiel die obigen Probleme durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems 126 angegangen werden, das Folgendes umfasst: aufeinanderfolgendes Spülen von Kraftstoffdämpfen aus jedem von mehreren Bereichen eines Behälters. Insbesondere kann das Spülen eines Bereichs des Behälters das Öffnen eines Lufteinlassventils, das mit diesem Bereich verbunden ist, und das Geschlossenhalten der Lufteinlassventile, die mit jeweils einem anderen Bereich des Behälters verbunden sind, beinhalten, um die Kraftstoffdämpfe zu mindestens einem Spülauslass des Behälters zu leiten.
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In einem Beispiel kann ein Bereich des Behälters gespült werden, bis ein Kraftstoffanteil in Verbrennungsgasen, die von den Zylindern abgegeben werden, geringer als ein Sollwert ist. Sobald ein Bereich zum Sollwert gespült wurde, kann das zugehörige Lufteinlassventil geschlossen werden und ein Lufteinlassventil, das mit einem nächsten Bereich in der Abfolge verbunden ist, geöffnet werden, während zum Spülen dieses Bereichs jedes der anderen Lufteinlassventile geschlossen bleibt.
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Durch Öffnen eines einzigen Lufteinlassventils zu einem bestimmten Zeitpunkt kann der Luftstrom durch den Bereich des Behälters, der mit diesem Lufteinlassventil verbunden ist, erhöht werden, um die Kraftstoffdämpfe schneller aus dem Bereich bis zum Erreichen des Sollwerts zu spülen. Auf diese Weise kann die Zeitdauer zum Spülen des Behälters im Vergleich zu dem Ansatz, in dem alle Ventile gleichzeitig geöffnet werden, reduziert werden. Des Weiteren kann der erhöhte Luftstrom den Bereich im Vergleich mit einem Spülansatz mit geringerem Luftstrom gründlicher spülen. Mit anderen Worten, der erhöhte Luftstrom kann die Wahrscheinlichkeit des Erreichens von null Entlüftungsemissionen aus dem Behälter erhöhen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein hybrides Antriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen Motor und ein zugehöriges Kraftstoffsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen Kraftstoffdampfbehälter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 4 bis 7 zeigen ein Beispiel für unterschiedliche Bereiche eines Kraftstoffdampfbehälters, die nacheinander gespült werden.
- 8 zeigt ein Beispiel für eine Verfahrens zum Steuern eines Kraftstoffsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Beschreibung betrifft das Steuern von Dampfemissionen in einem Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung die Kraftstoffdampfspülung durch aufeinander folgendes Spülen unterschiedlicher Bereiche eines Kraftstoffdampfbehälters. Durch das aufeinander folgende Spülen jedes Bereichs des Kraftstoffdampfbehälters, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein Bereich gespült wird, kann der Luftstrom durch den jeweiligen Bereich erhöht werden, um diesen Bereich im Vergleich zu einem Ansatz, bei dem der gesamte Behälter auf einmal gespült wird, schneller und gründlicher zu spülen. Ein solcher Ansatz kann in Luftansaugmotoranwendungen mit geringem Vakuum anwendbar sein. Des Weiteren kann ein solcher Ansatz in Hybridelektrofahrzeuganwendungen (HEV, Hybrid Electric Vehicle) und in anderen Anwendungen mit eingeschränkter Motorlaufzeit anwendbar sein.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeugsystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 1 weist ein hybrides Antriebssystem 12 auf. Das hybride Antriebssystem 12 weist einen Verbrennungsmotor 10 mit einem oder mehreren Zylindern 30, ein Getriebe 16, Antriebsräder 18 oder eine andere geeignete Vorrichtung zum Abgeben einer Antriebskraft an die Bodenoberfläche und einen oder mehrere Elektromotoren 14 auf. Auf diese Weise kann das Fahrzeug mindestens von dem Verbrennungsmotor oder dem Elektromotor angetrieben werden.
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In dem dargestellten Beispiel können einer oder mehrere der Elektromotoren 14 durch die Abgabe oder Aufnahme von Drehmoment aus einer Antriebswelle betrieben werden, wobei das Drehmoment von dem Verbrennungsmotor bereitgestellt wird oder nicht bereit gestellt wird. Entsprechend kann der Verbrennungsmotor 10 eingeschränkt betrieben werden. Dementsprechend ist die Gelegenheit für die Kraftstoffdampfspülung zum Begrenzen der Dampfemissionen beschränkt. Man wird verstehen, dass das Fahrzeug rein beispielhaft ist und andere Konfigurationen möglich sind. Daher wird man verstehen, dass andere geeignete Hybridkonfigurationen oder Varianten davon im Hinblick auf die hierin beschriebenen Ansätze und Verfahren verwendet werden können. Des Weiteren können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren auf andere Fahrzeuge als HEV anwendbar sein, wie Fahrzeuge, die keinen Elektromotor aufweisen und nur von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden.
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2 zeigt schematisch ein Beispiel für ein Motorsystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Motorsystem 100 kann zum Beispiel in dem Fahrzeugsystem 1 aus 1 realisiert sein. Das Motorsystem 100 weist einen Motorblock 102 mit mehreren Zylindern 104 auf. Die Zylinder 104 können Ansaugluft aus einem Ansaugkrümmer 106 über einen Ansaugkanal 108 erhalten und die Verbrennungsgase an den Auslasskrümmer 110 abgeben und dann über einen Abgaskanal 112 an die Atmosphäre.
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Der Ansaugkanal 108 weist eine Drosselklappe 114 auf. In diesem spezifischen Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 114 von einer Steuerung 120 mittels eines Signals variiert werden, das in einer Konfiguration, die allgemein als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird, einem in der Drosselklappe 114 enthaltenen Elektromotor oder Aktuator zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Drosselklappe 114 betrieben werden, um die Ansaugluft, die den mehreren Zylindern 104 bereitgestellt wird, zu variieren. Der Ansaugkanal 108 kann einen Luftmassenmesser 122 und einen Krümmerluftdrucksensor 124 zum Bereitstellen der entsprechenden MAF- und MAP-Signale (MAF: Mass Air Flow, Luftmassenstrom; MAP: Manifold Absolute Pressure, absoluter Druck im Krümmer) an die Steuerung 120 aufweisen.
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Eine Emissionsbegrenzungsvorrichtung 116 ist entlang des Abgaskanals 112 dargestellt. Die Emissionsbegrenzungsvorrichtung 116 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein. In einigen Ausführungsformen kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors 100 die Emissionsbegrenzungsvorrichtung 116 regelmäßig zurückgesetzt werden, indem mindestens ein Zylinder des Motors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben wird. Ein Abgassensor 118 ist als mit dem Abgaskanal 112 stromaufwärts von der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 116 gekoppelt dargestellt. Der Sensor 118 kann jeder zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses geeignete Sensor, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder Breitband-Lambdasonde (universale oder Breitband-Abgas-Lambdasonde, UEGO-Sonde), eine Zweistufen-Lambdasonde oder EGO, eine HEGO (erhitzte EGO), ein NOx-, HC oder CO-Sensor sein. Man wird verstehen, dass das Motorsystem 100 in vereinfachter Form dargestellt ist und andere Komponenten aufweisen kann.
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Ein Krafteinspritzer 132 ist direkt mit dem Zylinder 104 verbunden, um Kraftstoff in Proportion zu einer Pulsweite eines von der Steuerung 120 erhaltenen Signals, direkt dort hinein einzuspritzen. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 132 die sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder 104 bereit. Der Kraftstoffeinspritzer 132 kann zum Beispiel an der Seite des Verbrennungsraums oder an der Oberseite der Verbrennungsraums montiert sein. Der Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzer 132 über ein Kraftstoffsystem 126 zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Zylinder 104 alternativ oder zusätzlich einen Kraftstoffeinspritzer aufweisen, der in dem Ansaugkrümmer 106 in einer Konfiguration angeordnet ist, die das bereitstellt, was gemeinhin als Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr stromaufwärts von dem Zylinder 104 bekannt ist.
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Das Kraftstoffsystem 126 weist einen Kraftstofftank 128 auf, der mit einem Kraftstoffpumpensystem 130 verbunden ist. Das Kraftstoffpumpensystem 130 kann eine oder mehrere Pumpen aufweisen, um Kraftstoff, der den Kraftstoffeinspritzern 132 des Motors 100 wie zum Beispiel dem dargestellten Kraftstoffeinspritzer 132 zugeführt wird, mit Druck zu beaufschlagen. Obgleich nur ein einzelner Kraftstoffeinspritzer 132 dargestellt ist, können zusätzliche Kraftstoffeinspritzer für jeden Zylinder bereitgestellt werden. Man wird verstehen, dass das Kraftstoffsystem 126 ein System mit weniger Kraftstoffrücklauf, ein Rückführkraftstoffsystem oder einer von verschiedenen Typen von Kraftstoffsystem sein kann.
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Die in dem Kraftstoffsystem 126 erzeugten Dämpfe können über eine Dampfrückgewinnungsleitung 136 zu einem Einlass eines Kraftstoffdampfbehälters 134 geleitet werden. Der Kraftstoffdampfbehälter 134 kann mit einem angemessenen Adsorptionsmittel gefüllt sein, um vorübergehend Kraftstoffdämpfe (einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe) bei Kraftstofftankauffüllbetrieben und „Fahrverlusten“ (d. h. während des Fahrzeugbetriebs verdampfter Kraftstoff) einzufangen. In einem Beispiel ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle. Der Kraftstoffdampfbehälter 134 kann über mehrere Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 fluidisch mit einer Entlüftungsleitung 138 gekoppelt sein. Die mehreren Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 können unabhängig voneinander betrieben werden, um verschiedene Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters 134 mit der Entlüftungsleitung 138 fluidisch zu koppeln. Unter einigen Bedingungen kann die Entlüftungsleitung 138 Gase aus dem Kraftstoffdampfbehälter 134 in die Atmosphäre leiten, wie zum Beispiel während des Speicherns oder Einfangens von Kraftstoffdämpfen des Kraftstoffsystems 126. Außerdem kann die Entlüftungsleitung 138 auch zulassen, dass Frischluft in den Kraftstoffdampfbehälter 134 gesogen werden kann, wenn die gespeicherten Kraftstoffdämpfe durch einen oder mehrere Spülauslässe des Kraftstoffdampfbehälters 134 über eine Spülleitung 142 in den Ansaugkrümmer 106 gespült werden. Ein Spülventil 144 kann in der Spülleitung angeordnet sein und von der Steuerung 120 zum Regulieren der Strömung von dem Kraftstoffdampfbehälter zu dem Ansaugkrümmer 106 gesteuert werden. Ein Entlüftungsventil 146 kann in der Entlüftungsleitung angeordnet sein und von der Steuerung 120 zum Regeln des Luft- und Dampfstroms zwischen dem Kraftstoffdampfbehälter 134 und der Atmosphäre gesteuert werden.
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Die Steuerung 120 ist in 1 als Mikrocomputer dargestellt, der die Mikroprozessoreinheit 148, Eingabe-/Ausgabeports 104, ein computerlesbares Speichermedium 150 für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte (z.B. Nur-Lese-Speicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), batteriestromgestützter Speicherchip (Keep-Alive-Memory), usw.) und einen Datenbus beinhaltet. Das schreibgeschützte Speichermedium 150 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die von dem Prozessor 148 ausführbar sind, um die unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die sich daraus ergeben aber nicht spezifisch aufgeführt sind, durchzuführen.
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Die Steuerung 120 kann Informationen von mehreren Sensoren 152 des Motorsystems 100 erhalten, die Messungen wie induziertem Massenluftdurchsatz, Motorkühlmitteltemperatur, Umgebungstemperatur, Motordrehzahl, Drosselklappenposition, absolutem Krümmerdrucksignal, Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Kraftstoffanteil der Ansaugluft, Kraftstofftankdruck, Kraftstoffbehälterdruck, usw. entsprechen können. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen von Sensoren zum Erzeugen dieser und anderer Messungen verwendet werden können. Des Weiteren kann die Steuerung 120 mehrere Aktuatoren 154 des Motors 100 basierend auf Signalen von den mehreren Sensoren 152 steuern. Beispiele von Aktuatoren 154 können Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324, Spülventil 144, Entlüftungsventil 146, Drosselklappe 114, Kraftstoffeinspritzer 132, usw. einschließen.
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In einem Beispiel weist die Steuerung 120 ein computerlesbares Speichermedium 150 mit Anweisungen auf, die Folgendes bewirken, wenn sie von dem Prozessor 148 ausgeführt werden: aufeinanderfolgendes Spülen von Kraftstoffdämpfen aus jedem der mehreren Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters 134 als Reaktion auf ein Kraftstofftankfüllereignis. Insbesondere kann das Spülen eines Bereichs das Öffnen eines Lufteinlassventils, das mit diesem Bereich verbunden ist, und das Geschlossenhalten der Lufteinlassventile, die mit jeweils einem anderen Bereich verbunden sind, beinhalten, um die Kraftstoffdämpfe von dem Bereich zu einem Spülauslass des Kraftstoffdampfbehälters 134 zu leiten. Mit anderen Worten, es kann immer nur jeweils ein Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324 während des Spülens eines Bereichs geöffnet werden. Durch Öffnen immer nur jeweils eines Lufteinlassventils 312, 316, 318, 324 kann der Luftstrom durch den Bereich des Kraftstoffdampfbehälters 134, der dem offenen Lufteinlassventil am nächsten ist, im Vergleich zum Öffnen sämtlicher Einlassventile erhöht werden. Der erhöhte Luftstrom kann die Kraftstoffdämpfe schneller und gründlicher aus diesem Bereich spülen. Dies kann insbesondere vorteilhaft bei Luftansaugmotorsystemen mit geringem Vakuum und Motoren mit verkürzter Laufzeit sein, wie etwa bei HEV.
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In einem Beispiel kann jeder Bereich des Kraftstoffdampfbehälters 134 gespült werden, bis ein Kraftstoffanteil von Verbrennungsgasen, die von den Zylindern ausströmen, geringer als ein Sollwert ist. Sobald der Sollwert eines Bereichs erreicht wurde, kann das entsprechende Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324 geschlossen und ein Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324 des nächsten Bereichs der Abfolge geöffnet werden, während die anderen Lufteinlassventile beim Spülen dieses Bereichs geschlossen sind, und so weiter, bis alle Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters 134 gespült wurden. In einigen Ausführungsformen kann, die Abfolge wiederholt werden wenn die mehreren Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters 134 gespült werden. In einigen Ausführungsformen kann die Abfolge als Reaktion auf das nächste Kraftstofffüllereignis wiederholt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Abfolge basierend auf Veränderungen der Umgebungsbedingungen, wie etwa einer Veränderung der Temperatur über einen Sollwert hinaus, wiederholt werden. Man wird verstehen, dass die Bereiche des Kraftstoffdampfbehälters 134 gemäß jeder geeigneten Abfolge gespült werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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In einem Beispiel weist die Steuerung einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium mit Anweisungen auf, die Folgendes bewirken, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden:, Erhöhen des Vakuums in einem bestimmten Bereich relativ zu allen anderen Bereichen in dem Behälter, um in dem bestimmten Bereich befindliche Kraftstoffdämpfe zu dem mindestens einen Spülauslass zu leiten, während der Kraftstoffdampfbehälter 134 gespült wird. Das Vakuum kann in dem bestimmten Bereich durch Öffnen eines mit dem bestimmten Bereich verbundenen Lufteinlassventils und Schließen der mit den anderen Bereichen verbundenen Lufteinlassventile erhöht werden. Die Steuerung kann das Vakuum in dem bestimmten Bereich als Reaktion auf ein Kraftstofftankfüllereignis erhöhen. Das Vakuum kann in dem bestimmten Bereich erhöht werden, bis ein Kraftstoffanteil von Verbrennungsgasen, die von den Zylindern ausströmen, geringer als ein Sollwert ist. Sobald der bestimmte Bereich bis zum Erreichen des Sollwerts gespült wurde, kann die Steuerung einen anderen Bereich zum Spülen bestimmen und zum Spülen dieses Bereichs das Vakuum in dem Bereich relativ zu den anderen Bereichen erhöhen, und so weiter, bis alle Bereiche gespült wurden.
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3 zeigt schematisch ein Beispiel für einen Kraftstoffdampfbehälter 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In einem Beispiel kann der Kraftstoffdampfbehälter 300 in dem Motorsystem 100 aus 2 realisiert werden. Der Kraftstoffdampfbehälter 300 weist einen Behältereinlass 302 auf, der fluidisch mit einem Kraftstofftank (z. B. Kraftstofftank 128 aus 2) verbunden ist. Der Behältereinlass 302 ermöglicht, dass Kraftstoffdämpfe, die aus dem Kraftstofftank austreten, in den Kraftstoffdampfbehälter 300 zur Speicherung eintreten. In einem Beispiel ist der Kraftstoffdampfbehälter 300 mit Aktivkohle gefüllt, um die Kraftstoffdämpfe zu speichern. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstoffdampfbehälter 300 einen oder mehrere Behältereinlässe aufweisen.
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Der Kraftstoffdampfbehälter 300 weist einen ersten Spülauslass 304 und einen zweiten Spülauslass 306 auf, die fluidisch mit einem Ansaugkrümmer (z. B Ansaugkrümmer 106 aus 2) verbunden sind. Der erste und der zweite Spülauslass 304 bzw. 306 ermöglichen es den Kraftstoffdämpfen, während des Spülens aus dem Kraftstoffdampfbehälter 300 in den Ansaugkrümmer zu gelangen, sodass die Kraftstoffdämpfe von der Verbrennung verbraucht werden können, anstatt an die Atmosphäre abgegeben zu werden. Der Kraftstoffdampfbehälter 300 weist mehrere Bereiche 308 auf (z. B. 1, 2, 3, 4), die die Kraftstoffdämpfe speichern können. Die mehreren Bereiche 308 können nacheinander jeweils einzeln gemäß einem Kraftstoffspülverfahren gespült werden, das unten im Detail beschrieben ist. In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Spülauslass 304 und der zweite Spülauslass 306 auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftstoffdampfbehälters 300 angeordnet. Insbesondere ist der erste Spülauslass 304 auf der ersten Seite 330 und der zweite Spülauslass auf der zweiten Seite 332 gegenüber der ersten Seite 330 angeordnet. Die Spülauslässe 304, 306 können auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein, um das Spülen von Kraftstoffdämpfen aus unterschiedlichen Bereichen des Kraftstoffdampfbehälters 300 auf die im Wesentlichen gleiche oder ähnliche Weise zu ermöglichen. Mit anderen Worten, es ist kein Bereich weiter von einem Spülauslass 304, 306 entfernt angeordnet als irgendein anderer Bereich in dem Kraftstoffdampfbehälter 300. Entsprechend ist die Zeitdauer, die zum Spülen jedes Bereichs 308 benötigt wird, gleich oder im Wesentlichen gleich. Man wird verstehen, dass der Kraftstoffdampfbehälter 300 jede geeignete Anzahl von Spülauslässen 304, 306 aufweisen kann, die an jeder geeigneten Position an dem Kraftstoffdampfbehälter 300 angeordnet sein können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Der Kraftstoffdampfbehälter 300 weist mehrere Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 auf, die mit den mehreren Bereichen 308 verbunden sind. In der dargestellten Ausführungsform weist der Kraftstoffdampfbehälter 300 vier Bereiche und vier Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 auf, die den vier Bereichen entsprechen. Insbesondere steuert ein erstes Lufteinlassventil 312 den Luftstrom durch einen ersten Lufteinlass 310 zu einem ersten Bereich, ein zweites Lufteinlassventil 316 den Luftstrom durch einen zweiten Lufteinlass 314 zu einem zweiten Bereich, ein drittes Lufteinlassventil 320 den Luftstrom durch einen dritten Lufteinlass 318 in einen dritten Bereich, und ein viertes Lufteinlassventil 324 den Luftstrom durch einen vierten Lufteinlass 322 zu einem vierten Bereich. Jeder Lufteinlass 310, 314, 318, 322 kann derart angeordnet sein, dass während des Spülens eines Bereichs Luft von diesem Lufteinlass durch den Bereich zu dem nächsten Spülauslass 304, 306 strömt.
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In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Paare von Lufteinlassventilen 312, 316, 318, 324 auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftstoffdampfbehälters 300 angeordnet. Insbesondere sind das erste Lufteinlassventil 312 sowie das vierte Lufteinlassventil 314 auf einer Seite 326 und das zweite Lufteinlassventil 316 sowie das dritte Lufteinlassventil 320 auf einer Seite 328 gegenüber der Seite 326 angeordnet. Des Weiteren sind der erste und der zweite Spülauslass 304 bzw. 306 auf anderen Seiten des Kraftstoffdampfbehälters 300 angeordnet als die mehreren Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324. Auf diese Weise strömt Luft, die durch ein beliebiges Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324 strömt, durch einen entsprechenden Bereich des Kraftstoffdampfbehälters 300, um zu dem Spülauslass 304, 306 zu gelangen. In einem Beispiel entspricht ein Bereich einem Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324, wenn die Luft von dem Lufteinlassventil 312, 316, 318, 324 durch den Bereich zum Erreichen eines Spülauslasses 304, 306 strömt. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstoffdampfbehälter 300 eine Trennwand 334 aufweisen, die teilweise die Bereiche 308 des Kraftstoffdampfbehälters 300 unterteilt. Die Trennwand 334 kann beim Leiten des Luftstroms durch einen bestimmten Bereich während des Spülens durch mindestens teilweise Sperren des Zugangs zu den anderen Bereichen des Kraftstoffdampfbehälters 300 behilflich sein. Man wird verstehen, dass der Kraftstoffdampfbehälter 300 jede geeignete Anzahl von Lufteinlassventilen 312, 316, 318, 324 aufweisen kann, die an jeder geeigneten Position an dem Kraftstoffdampfbehälter 300 angeordnet sein können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Jedes der mehreren Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 kann von der Steuerung 336 gesteuert werden. In einem Beispiel ist die Steuerung 336 die Steuerung 120 aus 2. Jedes der mehreren Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 kann einzeln von der Steuerung 336 betrieben werden, um Kraftstoffdämpfe aus einem zugeordneten Bereich zu einem Spülauslass 304, 306 zu spülen. Mit anderen Worten, die Steuerung 336 kann zum Öffnen eines Lufteinlassventils 312, 316, 318, 324 und Schließen der anderen Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324, um einen bestimmten Bereich des Kraftstoffdampfbehälters 300 zu spülen, konfiguriert sein. 4 bis 7 zeigen ein Beispiel für unterschiedliche Bereiche 308 eines Kraftstoffdampfbehälters 300, die nacheinander gespült werden. In diesen Beispielen ist die Abfolge, mit der die Bereiche 308 des Kraftstoffdampfbehälters 300 gespült werden, 1 bis 4. Man wird jedoch verstehen, dass jede geeignete Spülabfolge umgesetzt werden kann, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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4 zeigt wie der erste Bereich gespült wird. Insbesondere wird das erste Lufteinlassventil 312 geöffnet und die anderen Lufteinlassventile 316, 318, 324 geschlossen, sodass die Luft von dem ersten Lufteinlassventil 312 durch den ersten Bereich zu dem zweiten Spülauslass 306 strömt. Sobald der erste Bereich gespült wurde, beispielsweise so, dass ein Kraftstoffanteil geringer als ein Sollwert ist, kann der nächste Bereich der Abfolge gespült werden.
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5 zeigt wie der zweite Bereich gespült wird. Insbesondere wird das zweite Lufteinlassventil 314 geöffnet und die anderen Lufteinlassventile 312, 318, 324 geschlossen, sodass die Luft von dem zweiten Lufteinlassventil 314 durch den zweiten Bereich zu dem zweiten Spülauslass 306 strömt. Sobald der zweite Bereich gespült wurde, beispielsweise so, dass ein Kraftstoffanteil geringer als ein Sollwert ist, kann der nächste Bereich der Abfolge gespült werden.
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6 zeigt wie der dritte Bereich gespült wird. Insbesondere wird das dritte Lufteinlassventil 318 geöffnet und die anderen Lufteinlassventile 312, 316, 318, 324 geschlossen, sodass die Luft von dem dritten Lufteinlassventil 318 durch den dritten Bereich zu dem ersten Spülauslass 304 strömt. Sobald der dritte Bereich gespült wurde, beispielsweise so, dass ein Kraftstoffanteil geringer als ein Sollwert ist, kann der nächste Bereich der Abfolge gespült werden.
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7 zeigt wie der vierte Bereich gespült wird. Insbesondere wird das vierte Lufteinlassventil 324 geöffnet und die anderen Lufteinlassventile 312, 316, 318 geschlossen, sodass die Luft von dem vierten Lufteinlassventil 324 durch den dritten Bereich zu dem ersten Spülauslass 304 strömt. Sobald der vierte Bereich gespült wurde, beispielsweise so, dass ein Kraftstoffanteil geringer als ein Sollwert ist, kann die Abfolge beendet oder die Abfolge wiederholt werden.
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8 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 800 zum Steuern eines Kraftstoffsystems 126 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 800 kann zum Beispiel von der Steuerung 120 aus 2 oder der Steuerung 336 aus 3 durchgeführt werden.
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Bei 802 weist das Verfahren 800 ein Ermitteln der Betriebsbedingungen auf. Das Ermitteln der Betriebsbedingungen kann das Empfangen von Signalen aus Sensoren einschließen, die auf verschiedene Betriebsbedingungen hinweisen, wie etwa Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Kraftstoffanteil, Motorbetrieb, Kraftstofftankdruck, Kraftstofftankfüllereignis, usw.
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Bei 804 beinhaltet das Verfahren 800 ein Ermitteln, ob ein Kraftstofftankfüllereignis stattgefunden hat. Wenn ein Kraftstofffüllereignis stattgefunden hat, schreitet das Verfahren 800 zu 806 fort. Anderenfalls kehrt das Verfahren 800 zu 804 zurück.
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Bei 806 beinhaltet das Verfahren 800 ein Ermitteln, ob der Motor läuft. Wenn der Motor läuft, schreitet das Verfahren 800 zu 816 fort. Anderenfalls kehrt das Verfahren 800 zu 806 zurück.
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Bei 808 beinhaltet das Verfahren 800 ein aufeinanderfolgendes Spülen mehrerer Bereiche eines Kraftstoffdampfbehälters. Der Behälter kann als Reaktion auf ein Kraftstofffüllereignis gespült werden, weil die im Kraftstofftank befindlichen Kraftstoffdämpfe in den Kraftstoffdampfbehälter gepresst werden können, so dass sie den Kraftstoffdampfbehälter füllen, wenn der Kraftstofftank mit flüssigem Kraftstoff gefüllt ist. Des Weiteren kann der Behälter gespült werden, wenn der Motor läuft, sodass Kraftstoffdämpfe für die Verbrennung verwendet werden können, statt in die Atmosphäre abgegeben zu werden. Insbesondere beinhaltet das Verfahren 800 bei 810 das Bestimmen eines zu spülenden Bereichs des Behälters.
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Bei 812 beinhaltet das Verfahren 800 ein Öffnen eines Lufteinlassventils, das mit dem bestimmten Bereich verbunden ist.
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Bei 814 beinhaltet das Verfahren 800 ein Schließen der anderen Lufteinlassventile des Behälters. Es sei darauf hingewiesen, dass das Schließen das Geschlossenhalten der Ventile beinhaltet, sodass jeweils immer nur ein Lufteinlassventil geöffnet ist. Durch das Öffnen des Lufteinlassventils, das mit dem bestimmten Bereich verbunden ist, und das Schließen der anderen Lufteinlassventile kann das Vakuum in dem bestimmten Bereich relativ zu den anderen Bereiche des Behälters erhöht werden. Das Vakuum kann in dem bestimmten Bereich erhöht werden, um den Luftstrom von dem offenen Lufteinlassventil durch den bestimmten Bereich zu dem nächsten Spülauslass zu leiten, um die Kraftstoffdämpfe aus dem bestimmten Bereich zu spülen.
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Bei 816 beinhaltet das Verfahren 800 ein Ermitteln, ob der Kraftstoffanteil von Verbrennungsgasen, die von den Zylindern abgegeben werden, geringer als ein Sollwert ist. Wenn die Kraftstoffanteil geringer als der Sollwert ist, schreitet das Verfahren zu 818 fort. Anderenfalls kehrt das Verfahren zu 816 zurück.
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Bei 818 beinhaltet das Verfahren 800 ein Ermitteln, ob alle Bereiche des Behälters gespült wurden. Wenn alle Bereiche des Behälters gespült wurden, kehrt das Verfahren zu anderen Vorgängen zurück. Anderenfalls schreitet das Verfahren zu 820 fort.
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Bei 820 beinhaltet das Verfahren 800 ein Bestimmen des nächsten Bereichs in der Spülabfolge. Sobald der nächste Bereich bestimmt wurde, werden die Schritte 812 bis 814 für diesen Bereich wiederholt, und so weiter, bis alle Bereiche des Behälters gespült wurden.
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Durch das aufeinanderfolgende Spülen jeweils eines Bereichs des Kraftstoffdampfbehälters kann der Luftstrom durch diesen Bereich erhöht werden, um diesen Bereich im Vergleich zu einem Ansatz, bei dem der gesamte Behälter auf einmal gespült wird schneller und gründlicher zu spülen. Ein solcher Ansatz kann für Luftansaugmotoranwendungen mit geringem Vakuum anwendbar sein. Des Weiteren kann ein solcher Ansatz für Hybridelektrofahrzeuganwendungen (HEV) und für andere Anwendungen mit eingeschränkter Motorlaufzeit anwendbar sein.
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Es sei darauf verwiesen, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuerungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere verschiedene Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Von daher können die verschiedenen dargelegten Vorgänge, Betriebsabläufe oder Funktionen in der beschriebenen Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung für die Erfüllung der Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht unbedingt ausschlaggebend, sondern ist zwecks einer besseren Erläuterung und Beschreibung angegeben. Ein oder mehrere der dargestellten Vorgänge oder Funktionen können in Abhängigkeit der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge einen Code, der in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem programmiert werden soll, grafisch darstellen.
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Man wird verstehen, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhaften Charakter haben und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend betrachtet werden dürfen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Technologie auf V-6, 1-4, 1-6, V-12, 4-Boxermotor und andere Motortypen angewendet werden. Ferner können eine oder mehrere verschiedene Systemkonfigurationen in Kombination mit einer oder mehreren der beschriebenen Diagnoseroutinen verwendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
