DE102013200676A1

DE102013200676A1 - Integritätsdiagnose für ein Dampfspülsystem für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102013200676A1
Application number: DE102013200676A
Authority: DE
Inventors: Douglas Raymond Martin; Ann Irene Sipes; Robert Roy Jentz; Aed Mohammad Dudar; Mark W. Peters; Guopeng Hu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: DE102013200676B4; US8371272B1; RU2013102852A; US8336526B1; RU2532863C2; CN103216331A; CN103216331B

Abstract

Ein Verfahren zum Testen eines Dampfspülsystems (VPS) für eine Brennkraftmaschine, und ein Hybridfahrzeug, das das VPS aufweist, umfassen: eine Steuereinheit zum Schließen eines ersten Ventils, das zwischen einem Aktivkohlebehälter des VPS und der Umgebung gekoppelt ist, Antreiben der Kraftmaschine, um ein Vakuum in dem VPS zu erzeugen, Schließen eines zweiten Ventils, das zwischen dem Aktivkohlebehälter und der Kraftmaschine gekoppelt ist, und Überwachen des Drucks in dem VPS. Das VPS weist einen Aktivkohlebehälter auf, welcher mit der Kraftmaschine mittels eines ersten Ventils gekoppelt ist und mit der Atmosphäre mittels eines zweiten Ventils gekoppelt ist, sowie einen Druckwandler.

Description

Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf das Testen eines Dampfspülsystems auf ein Leck und Diagnostizieren desselben in dem System, welches mit einer Brennkraftmaschine in einem Hybridelektrofahrzeug ("hybrid electric vehicle", HEV) gekoppelt ist.
Stand der Technik
Wenn ein Kraftfahrzeugkraftstofftank gefüllt wird, dann wird Luft, die mit Kraftstoffdämpfen beladen ist, durch Kraftstoff verdrängt. Der Kraftstofftank ist mittels eines Entlüfters mit der Atmosphäre verbunden, um sowohl während des Betankens als auch wenn Kraftstoff durch die Kraftmaschine verbraucht wird, einen Druckausgleich bereitzustellen. Ein Aktivkohlebehälter ist zwischen dem Kraftstofftank und der Atmosphäre angeordnet, um Kraftstoffdämpfe aus der Luft zu entfernen und vorübergehend zu speichern, bevor diese ausgestoßen werden. Die Kraftstoffdämpfe werden anschließend während eines periodischen Spülvorgangs des Aktivkohlebehälters zur Verbrennung an die Kraftmaschine geliefert. Die Emissionssystemkomponenten einschließlich des Kraftstoffdampfspeichersystems werden regelmäßig an Bord des Fahrzeugs getestet, um den ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten und jegliche Lecks zu detektieren, durch die Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre gelangen könnten. Das Dampfspülsystem kann auf Lecks getestet werden, indem ein Vakuum erzeugt wird, oder der Druck bezüglich der Atmosphäre verringert wird, und die Veränderung des Drucks im Lauf der Zeit beobachtet wird. Wenn der Systemdruck oder das Vakuum konstant bleibt oder sich langsam ändert, wird kein Leck angezeigt. Eine schnelle Änderung des Systemdrucks in Richtung des Atmosphärendrucks zeigt jedoch ein Leck an.
In einem herkömmlichen Fahrzeug kann das Vakuum in dem Einlasskrümmer während eines Leerlaufzustands der Kraftmaschine auf das Dampfspülsystem angewendet werden, um unter Verwendung eines Systemintegritätstests zu bestimmen, ob Lecks vorhanden sind. Für ein in einem HEV angeordnetes Kraftmaschinensystem wird jedoch der Kraftmaschinenleerlauf im Allgemeinen vermieden, weil er einen ineffizienten Betriebszustand darstellt. Natürlich kann die Kraftmaschine in einem HEV angewiesen werden, im Leerlauf zu arbeiten, um einen Systemintegritätstest des Spülsystems zu ermöglichen; dies verbraucht jedoch zusätzlichen Kraftstoff. Alternativ kann der Systemintegritätstest während eines stationären Fahrzustands des HEV bei laufendem Motor durchgeführt werden, der Systemintegritätstest kann jedoch bis zu drei Minuten dauern. Während dieser Zeit muss der Test möglicherweise unterbrochen werden, aufgrund einer sich ändernden Kraftmaschinenbedingung oder einer sich ändernden Fahrzeugfahrstrecke, welche dazu führt, dass Kraftstoff in dem Tank schwappt und eine große Menge an Dämpfen freisetzt, was eine Druckänderung bewirkt und fälschlicherweise ein Leck anzeigt. In einer anderen Alternative wird eine Vakuumpumpe vorgesehen; dies erfordert jedoch ein zusätzliches Ausrüstungsteil in dem HEV und ist kostspielig.
Zusammenfassung
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Testen eines Dampfspülsystems (VPS) für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt. Ein erstes Ventil, das zwischen einem Aktivkohlebehälter des VPS und der Umgebung gekoppelt ist, wird geschlossen. Die Kraftmaschine wird betrieben, um ein Vakuum in dem VPS zu erzeugen. Ein zweites Ventil, das zwischen dem Aktivkohlebehälter und der Kraftmaschine gekoppelt ist, wird geschlossen. Der Druck in dem VPS wird überwacht.
In einer anderen Ausführungsform ist ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) mit einer Kraftmaschine, einer Steuereinheit und einem Dampfspülsystem (VPS) versehen, welches einen Aktivkohlebehälter besitzt, welcher mit der Kraftmaschine mittels eines ersten Ventils gekoppelt ist, und welcher mit der Atmosphäre mittels eines zweiten Ventils gekoppelt ist, sowie einen Druckwandler. Die Steuereinheit ist dafür ausgelegt: (i) das zweite Ventil zu schließen, (ii) die Kraftmaschine anzutreiben, um ein Vakuum in dem VPS zu erzeugen, (iii) das erste Ventil zu schließen, und (iv) den Druckwandler zu überwachen, um den Druck in dem VPS zu überwachen.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Testen eines Dampfspülsystems (VPS) an Bord eines Fahrzeugs bereitgestellt. Ein erstes Ventil, das einen Aktivkohlebehälter des VPS und die Umgebung koppelt, ist geschlossen. Der Druck in dem VPS wird gemessen. Die Kraftmaschine wird betrieben, um den Druck in dem VPS zu senken, wenn der Druck größer ist als ein Schwellwert. Ein zweites Ventil, das zwischen dem Aktivkohlebehälter und der Kraftmaschine gekoppelt ist, wird geschlossen, wenn der Druck in dem VPS geringer ist als der Schwellwert. Der Druck in dem VPS wird überwacht, um auf ein Leck in dem VPS zu testen.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen damit verbundene Vorteile auf. Die elektrische Maschine kann verwendet werden, um eine Kraftmaschine ohne Kraftstoff anzutreiben, um eine Vakuumquelle bereitzustellen, um den Druck in dem VPS für einen Systemintegritätstest zu verringern. Dies eliminiert die Notwendigkeit, eine Vakuumpumpe mit dem VPS für einen Systemintegritätstest zu verwenden, wodurch die Anzahl der Teile, Kosten und die Komplexität des Systems verringert werden. Zudem wird durch das Antreiben der Kraftmaschine unter Verwendung der elektrischen Maschine die Zeit, während der die Kraftmaschine in einem Zustand mit Kraftstoff betrieben wird, verringert, wodurch die Kraftstoffeinsparung für das Fahrzeug gesteigert wird und Emissionen verringert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 und 2 sind schematische Zeichnungen eines Dampfspülsystem (VPS) und stellen einen Dampfsammelmodus beziehungsweise einen Spülmodus dar;
3 ist eine schematische Zeichnung eines VPS zur Verwendung mit einem HEV gemäß einer Ausführungsform;
4 ist eine schematische Zeichnung einer Ausführungsform eines HEV zur Verwendung mit dem VPS gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus für einen Test des VPS gemäß der Offenbarung darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen weiteren Algorithmus für einen Test des VPS gemäß der Offenbarung darstellt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Systemintegritätstestkriteriums für das VPS gemäß der Offenbarung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Wie erforderlich sind detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind, und in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden können. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise im Maßstab dargestellt, einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Somit sind spezifische hierin offenbarte strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, den beanspruchten Gegenstand in verschiedener Weise einzusetzen.
Ein Dampfspülsystem (VPS) 11 ist in 1 während eines Dampfauffangmodus gezeigt. Der Kraftstofftank 10 weist eine Kraftstoffentlüftung 12 auf, welche mit einem Aktivkohlebehälter 14 mittels eines Auffanganschlusses 16 verbunden ist, um zu verhindern, dass Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre eintreten. Der Aktivkohlebehälter 14 ist mit Aktivkohle gefüllt, um Kraftstoffdämpfe zu absorbieren. Wenn Gase, die Kraftstoffdämpfe enthalten, durch das Kohlebett hindurchtreten, werden die Kraftstoffdämpfe durch die Kohlenpellets absorbiert. Der Aktivkohlebehälter 14 weist ebenso eine Entlüftungsöffnung 18 auf, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Wenn solche Gase aus dem Aktivkohlebehälter 14 durch die Entlüftungsöffnung 18 austreten, werden alle oder im Wesentlichen alle der aus dem Kraftstofftank 10 verdrängten Kraftstoffdämpfe durch den Kontakt mit den Kohlenpellets absorbiert.
Das VPS 11 kann den Kraftstofftank 10, den Behälter 14, einen Behälter 15 (wie unten mit Bezug auf 3 beschrieben) und verbindende Leitungen aufweisen, welche zu dem Kraftmaschineneinlasskrümmer 30 und der äußeren Atmosphäre führen.
Die Entlüftungsöffnung 18 ist mit einem Borddiagnose(OBD)-Ventil 19 und einem Filter 21 gekoppelt. Das OBD-Ventil 19 kann ein Auf/Zu-Ventil sein. In dem Dampfauffangmodus ist das OBD-Ventil 19 offen und das Spülventil 24 ist geschlossen. Der Dampfauffangmodus kann während eines Tankvorgangs verwendet werden, wie in 1 gezeigt.
Alternativ kann das Dampfauffangen auch erfolgen, wenn das Fahrzeug geparkt ist, wobei eine Kappe den Kraftstofftank 10 abdeckt. Tägliche (im Verlauf des Tages auftretende) Temperaturschwankungen verursachen, dass Kraftstoffkomponenten mit geringerem Molekulargewicht in der Wärme des Tages verdunsten. Diese Kraftstoffdämpfe werden in dem Behälter 14 absorbiert, wenn sich die Gase ausdehnen und durch den Entlüfter 18 ausströmen. Nachts ziehen sich die Gase in dem System aufgrund eines Temperaturabfalls zusammen und ziehen frische Luft durch die Öffnung 18 ein, wie in 2 gezeigt.
Aktivkohle weist eine begrenzte Fähigkeit auf, Kraftstoff zu speichern, und somit wird der absorbierte Kraftstoffdampf aus der Aktivkohle gespült, sodass sie aus dem Kraftstofftank 10 verdrängte Kraftstoffdämpfe absorbieren kann. Wie in 2 gezeigt, wird das Spülen erreicht, indem frische Luft aus der Atmosphäre durch die Kohlenpellets innerhalb des Aktivkohlebehälters 14 gesogen wird, und diese Luft, die desorbierten Kraftstoff enthält, durch die Spülöffnung 22 in eine sich in Betrieb befindende Brennkraftmaschine 20 eingeführt wird. Die Kraftstoffdämpfe, die in die eintretende Luft desorbiert werden, werden in der Kraftmaschine 20 verbrannt, um primär Kohlendioxid und Wasser zu bilden, welche aus der Kraftmaschine 20 und durch einen Katalysator ausgestoßen werden.
Während des Spülens wird frische Luft durch den Filter 21, das geöffnete OBD-Ventil 19 und die Entlüftungsöffnung 18 in den Behälter 14 eingesogen. Ein Spülventil 24 ist stromaufwärts der Kraftmaschine 20 angeordnet und wird durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung ("electronic control unit", ECU) 26, oder Steuereinheit, gesteuert, um den Fluss von Gasen durch den Aktivkohlebehälter 14 zu steuern. Die durch das Spülventil 24 eingeführten Gase werden mit Luft gemischt, die in einen Einlasskrümmer 30 durch ein Drosselventil 28 eintritt, welches ebenfalls durch die ECU 26 gesteuert wird.
Das VPS 11 kann auf Lecks getestet werden, indem das VPS in einen Zustand geringen Drucks oder ein Vakuum versetzt und die Veränderung des Drucks im Lauf der Zeit beobachtet wird. Es bestehen Voraussetzungen, dass Komponenten des Emissionssystems an Bord des Fahrzeugs in periodischen Abständen getestet werden.
Eine weitere Ausführungsform eines VPS ist in 3 gezeigt, und die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen oder ähnliche Komponenten wie in den 1–2 verwendet. Um innerhalb des VPS ein Vakuum zu ziehen oder einen Unterdruck zu erzeugen, bevor ein Systemintegritätstest durchgeführt wird, wird das OBD-Ventil 19 geschlossen und das Spülventil 24 wird geöffnet in einem Zustand, in welchem der Einlass 30 unter geringem Druck steht, sodass der Druck in dem VPS 11 geringer ist als der Atmosphärendruck.
Ein Aktivkohlebehälter 15 befindet sich ebenfalls in dem VPS 11. Der Aktivkohlebehälter 15 ist mit Aktivkohle gefüllt, um Kraftstoffdämpfe zu absorbieren. Der Behälter 15 absorbiert Kraftstoffdämpfe, wenn Gase aus dem VPS 11 durch den Behälter 15 und in die Kraftmaschine 20 strömen, welche in einem kraftstofflosen Zustand betrieben wird, wie unten beschrieben. Das OBD-Ventil 19 und das Spülventil 24 sind während eines Tests des VPS 11 geschlossen, um das System zu isolieren. Das Kraftstofftankisolierventil ("fuel tank isolation valve", FTIV) 31 wird geöffnet und das Signal des Sensors 32 wird überwacht, um die Integrität des Systems sicherzustellen. Wenn der Zustand geringen Drucks bzw. das Vakuum innerhalb einer spezifizierten Toleranz erhalten bleibt, erfüllt das VPS 11 die spezifizierten Anforderungen an die Systemintegrität, und besteht den Integritäts- oder Leckagetest. Falls das Vakuum schnell abfällt, wird ein Leck detektiert, und ein Diagnoseschlüssel wird gesetzt oder temporär oder permanent in der Steuereinheit gespeichert. Der Drucksensor bzw. Wandlersensor 32 kann durch einen Vakuumsensor ersetzt werden, falls das Vakuum in dem System bei Vorhandensein eines Lecks nachlassen würde.
In einem Beispiel ist das Kraftstofftankisolierungsventil 31 ein Absperrventil, das Auf/Zu-Positionen aufweist, und das Spülventil 24 und das Behälterventil 19 sind Bereichsventile. Alternativ können alle Ventile 19, 24, 31 Bereiche der Strömungssteuerung aufweisen oder Auf/Zu-Ventile sein.
In 4 wird eine Ausführungsform eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) gezeigt, welche mit dem VPS 11 gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Natürlich stellt 4 nur eine Art eines HEV-Aufbaus dar, und soll nicht in einschränkender Weise wirken. Die vorliegende Offenbarung kann auf jedes geeignete HEV angewendet werden. Zudem kann die vorliegende Offenbarung auf jegliches herkömmliche Fahrzeug angewendet werden, welches einen Anlassermotor oder eine andere Vorrichtung aufweist, um die Kurbelwelle zu rotieren, wenn die Kraftmaschine nicht in Betrieb ist. Wie von Fachleuten leicht zu verstehen sein wird, und wie hierin verwendet, bezieht sich das Betreiben einer Kraftmaschine auf das Drehen, Antreiben oder Rotieren der Kraftmaschine, ohne Anregung von Verbrennung, unter Verwendung einer Vorrichtung anstelle von eigener Kraft. Abhängig von der spezifischen Anwendung und Umsetzung kann das Antreiben der Kraftmaschine optional das Steuern der Ventilzeitsteuerung einschließen, um beispielsweise Kompressionsbremsung bereitzustellen oder Pumpverluste zu bewältigen. Die meisten herkömmlichen Fahrzeuge betreiben die Kraftmaschine für eine Zeit, die ausreicht, in periodischen Abständen einen Systemintegritätstest und einen Spülzyklus durchzuführen. Es kann jedoch bestimmte herkömmliche Fahrzeuge geben, die von zusätzlichen Möglichkeiten profitieren, Systemintegritätstests des VPS 11 durchzuführen, wie beispielsweise Fahrzeuge, die von alternativen Kraftstoffen angetrieben werden, die besonders flüchtige Kraftstoffe verwenden, und Start-Stopp-Fahrzeuge.
Die Kraftmaschine 20 ist eine primäre Leistungsquelle in der HEV-Anordnung der 4. Eine sekundäre Leistungsquelle ist eine Kombination eines Generators 40, eines elektrischen Motors 42 und einer Batterie und eines Batteriesteuerungsmoduls 44. Die Komponenten der Kombination sind elektrisch mittels eines elektrischen Hochspannungsbusses gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 44 in einer Konfiguration eines Plug-In-Hybridelektrofahrzeugs ("plug-in hybrid electric vehicle", PHEV) zusätzlich wiederaufladbar unter Verwendung einer mit der Batterie 44 verbundenen Steckdose 45, möglicherweise mittels einer Batterielade-/Umrichtereinheit. Die Steckdose 45 kann mit dem Stromnetz oder einer anderen äußeren Quelle elektrischer Energie verbunden sein, um die Batterie 44 zu laden.
Der Antriebsstrang enthält ein Getriebe 46, welches eine Planetengetriebeeinheit 48 umfasst, den Generator 40 und den Motor 42 sowie das Drehmomentübertragungsvorgelegegetriebe 50. Die Planetengetriebeeinheit 48 umfasst ein Hohlrad, ein Sonnenrad, einen Planetenträger und Planetenräder, welche zum Eingriff mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad drehbar auf dem Planetenträger angebracht sind. Ein Leistungsabgabegetriebeelement des Getriebes 50 ist mit einer Differential- und Achsanordnung 52, welche Leistung an Fahrzeugantriebsräder 54 verteilt, antriebsverbunden.
Eine Gesamtsteuereinheit für die Betriebsmodi des Antriebsstrangs kann durch eine Fahrzeugsystemsteuereinheit ("vehicle system controller", VSC) 56, eine elektronische Steuerungsvorrichtung (ECU) oder Steuereinheit, umgesetzt werden, welche verschiedene Eingaben empfängt, einschließlich Fahrereingaben bei 58 und 60. Die Eingabe bei 58 ist ein Signal eines Positionssensors eines Fahrpedals ("accelerator pedal position sensor signal", APPS) und die Eingabe bei 60 ist die Wahl des Fahrers aus "Parken", "Rückwärts", "Leerlauf" oder "Fahren" (PRND). Die VSC 56 kann in die Steuereinheit 26 der 1–3 integriert sein, oder alternativ können die VSC 56 und die Steuereinheit 26 als separate Module umgesetzt werden, die miteinander in Verbindung stehen. Ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines möglichkeitsbezogenen
Systemintegritätstests zeigt, beginnt in 5 bei 100. Die Steuereinheit 26 führt einen möglichkeitsbezogenen Test des VPS 11 durch, während das Fahrzeug betrieben wird, wenn sich eine Gelegenheit ergibt, den Test durchzuführen. Die Steuereinheit 26 stellt bei 102 einen Zähler beim Start des Fahrzeugs zurück. Die Steuereinheit 26 steht während des Betriebs des Fahrzeugs in Verbindung mit einem Drucksensor 32 in dem VPS 11. Das VPS 11 kann den Kraftstofftank 10, den Aktivkohlebehälter 14 und die den Kraftstofftank 10, den Aktivkohlebehälter 14 und die Kraftmaschine 20 verbindende Verrohrung umfassen. Während des Betriebs des Fahrzeugs sind das Behälterventil 19 und das Spülventil 24 gewöhnlicherweise geöffnet, während das FTIV 31 geöffnet oder geschlossen sein kann.
Die Steuereinheit 26 überwacht bei 104 den Drucksensor 32 oder Wandler, um festzustellen, ob der Druck in dem VPS 11 geringer ist als ein Schwellendruck. Dies entspricht dem Zustand, dass ein Vakuum in dem VPS 11 größer ist als ein Schwellenvakuum. Die Offenbarung beschreibt die Algorithmen und verschiedenen Ausführungsbeispiele bezüglich des Drucks in dem VPS 11.
Natürlich kann die Steuereinheit 26 das Vakuum unter Verwendung eines Vakuumsensors messen und die Vakuumlevel in dem VPS 11 mit verschiedenen Vakuumschwellen vergleichen. Im Allgemeinen entspricht ein Druck, der geringer ist als ein Schwellendruck einem Vakuum, das größer ist als ein Schwellenvakuum. Die Verwendung von entweder Druck- oder Vakuummessungen in Verbindung mit entsprechenden Druck- oder Vakuumschwellen ist für die Verwendung mit verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung vorgesehen.
Falls der Druck nicht geringer als der (d.h. größer oder gleich dem) Schwellendruck ist, fährt die Steuereinheit 26 mit einer Eingangsbedingungsüberprüfung bei 106 fort, in Vorbereitung für das Ziehen zusätzlichen Vakuums oder das Verringern des Drucks in dem VPS 11, um den Druck unter den Schwellendruck zu bringen. Die Eingangsbedingungen bei 106 können umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, dass: die Kraftmaschine in Betrieb ist, der Kraftmaschinenkrümmerdruck geringer als ein Schwellendruck ist, der Behälterfüllanteil geringer ist als ein kalibrierbarer Wert, sodass er annähernd leer ist, und die Katalysatormaterialtemperatur in dem Katalysator oberhalb einer spezifizierten Temperatur ist.
Falls die Eingangsbedingungen bei 106 erfüllt sind, kann der Druck in dem VPS 11 unter Verwendung des Zustands geringen Druck in dem Einlasskrümmer 30 unter seinen Schwellwert verringert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist das Behälterventil 19 geschlossen. Die Steuereinheit 26 weist eine geöffnete Position für das Spülventil 24 an, um bei 108 ein Vakuum in das VPS 11 zu ziehen, um den Druck zu verringern. Die Spülgeschwindigkeit wird auf eine Zielflussgeschwindigkeit eingestellt. Die Steuereinheit 26 überprüft auch, ob sich das FTIV 31 in einer geöffneten Position befindet, und falls das FTIV 31 geschlossen ist, weist es eine geöffnete Position für das FTIV an, sodass das Vakuum auch in den Kraftstofftank 10 gezogen wird. Das FTIV kann geöffnet gelassen werden, um zu vermeiden, dass das Spülen des Behälters beeinflusst wird, falls der Behälter nicht annähernd leer ist.
Die Steuereinheit 26 fährt fort, den Druck in dem VPS 11 zu überwachen, und wenn der Druck bei 110 geringer wird als der Schwellendruck, weist die Steuereinheit 26 eine geschlossene Position für das FTIV 31 an, um den Zustand geringen Drucks, oder das Vakuum in dem Kraftstofftank 10 zu bewahren. Die Steuereinheit 26 kann auch eine andere Position für das Spülventil 24 anweisen, sowie eine geöffnete Position für das Behälterventil 19, wie es benötigt wird, um das normale Reinigen des Behälters 14 von Dämpfen fortzusetzen. Alternativ kann, wenn ein starker Spülfluss verursacht, dass in dem VPS 11 ein Vakuum auftritt, ohne das Behälterventil 19 zu schließen, die Steuereinheit 26 das FTIV 31 öffnen, wenn das Vakuum im Tank niedrig ist, und dann das FTIV 31 schließen, wenn ein ausreichendes Vakuum im Tank vorliegt. Dieses ermöglicht, dass das Reinigen des Behälters ohne Unterbrechung erfolgen kann.
Die Steuereinheit 26 verwendet die Kraftmaschine möglichkeitsbezogen, wenn sie in Betrieb ist, um ein Vakuum in das VPS 11 zu ziehen oder einen geringen Druck darin vorzusehen, und schließt dann den geringen Druck oder das Vakuum in dem Kraftstofftank 10 ein, um einen Systemintegritätstest des VPS 11 durchzuführen, wenn sich eine spätere Gelegenheit für die Durchführung des Tests ergibt, ohne die Reinigungszeit des Dampfbehälters 14 zu verkürzen. Das Verringern des Drucks in dem Kraftstofftank 10, während die Kraftmaschine 20 aufgrund einer Fahrzeug- oder einer Fahreranforderung in Betrieb ist, verringert die zusätzliche Betriebszeit, während der die Kraftmaschine mit Kraftstoff versorgt wird, zur Verringerung des Drucks in dem Kraftstofftank 10 in Vorbereitung eines Systemintegritätstests, und verbessert somit die Kraftstoffersparnis, verringert Emissionen und minimiert Lärm, Vibrationen und Rauigkeit ("noise, vibration, and harshness"; NVH). Die Dampferzeugung, die durch den Zustand geringen Drucks in dem VPS 11 verursacht wird, kann einen Vakuumzustand in dem VPS 11 herabsetzen, die Dampferzeugung und die damit verbundene Druckänderung ist jedoch typischerweise gering, sodass sie den Test nicht beeinflusst.
Wenn bei 104 der Druck geringer ist als der Schwellendruck, kann das VPS 11 zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Betriebs des Fahrzeugs auf Systemintegrität getestet werden. Die Steuereinheit 26 fährt zu Eingangsbedingungen für den möglichkeitsbezogenen Test bei 114 fort. Die Eingangsbedingungen für den möglichkeitsbezogenen Test können umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, dass: die Kraftmaschine außer Betrieb ist, der Behälterfüllanteil geringer ist als ein kalibrierbarer Wert, sodass er annähernd leer ist, der Druck in dem Kraftstofftank geringer ist als ein Schwellwert und dass die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine vorher festgelegte Zeit geringer ist als eine Schwellengeschwindigkeit. Zusätzliche Bedingungen können umfassen: dass die Umgebungstemperatur innerhalb einer spezifizierten Temperaturspanne liegt, dass der Druck im Kraftstofftank über einem Minimalniveau liegt, dass das Kraftstoffniveau innerhalb des Kraftstofftanks innerhalb einer spezifizierten Spanne liegt, dass der Umgebungsdruck über einem spezifizierten Druck liegt, und dass ein Sensor oder Ventilaktuator keinen diagnostischen Code aufweist, der einen Test verhindern könnte.
Wenn bei 114 die Eingangsbedingungen erfüllt sind, fährt die Steuereinheit 26 mit dem Durchführen des möglichkeitsbezogenen Tests des VPS 11 bei 116 fort. Die Steuereinheit 26 weist für das Spülventil 24 eine geschlossene Position und für das Behälterventil 19 eine geschlossene Position an. Die Steuereinheit 26 weist dann für das FTIV 31 eine geöffnete Position an, falls es sich nicht schon in einer geöffneten Position befindet. Das VPS 11 befindet sich dann in einem Zustand geringen Drucks oder in einem Vakuumzustand im Vergleich mit dem atmosphärischen Druck und wird isoliert, um zu testen, ob in dem VPS 11 ein Leck vorliegt, der Zustand geringen Drucks in dem VPS 11 wird sich im Lauf der Zeit an die atmosphärischen Bedingungen angleichen.
Während der Test andauert, überprüft die Steuereinheit 26 bei 118 das Vorliegen von Testabbruchbedingungen. Abbruchbedingungen umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, dass ein Kraftstoffniveausensor anzeigt, das Kraftstoff in dem Tank schwappt, was darauf hindeutet, dass ein Nachtanken stattfindet, und/oder dass der Druck in dem Kraftstofftank geringer ist als ein minimal zulässiger Druckwert. Falls bei 118 eine Abbruchbedingung vorliegt, bricht die Steuereinheit 26 den Test bei 120 ab oder schiebt ihn auf, und die Steuereinheit 26 kehrt zu 104 zurück.
Falls keine Abbruchbedingung vorliegt, fährt die Steuereinheit 26 fort, den Druck in dem VPS 11 für eine zuvor festgelegte Zeitspanne zu überwachen. Sobald bei 122 die zuvor festgelegte Zeitspanne erreicht wird, bestimmt die Steuereinheit 26 bei 124, ob das VPS 11 Systemintegrität aufweist oder ob ein Leck vorliegt. Der Test kann für seine zuvor festgelegte Zeitspanne fortdauern, falls in dem Fahrzeug eine Abschaltbedingung auftritt, nachdem der Test initiiert wurde. Die Testkriterien für die Bestimmung, ob ein Diagnosecode gespeichert wird, werden detaillierter mit Bezug auf 7 beschrieben.
Die Steuereinheit 26 weist einen "Bestanden"-Zähler 126 und einen "Fehler"-Zähler 128 auf. Falls der Systemintegritätstest bestanden wurde, was anzeigt, dass bei diesem Test Systemintegrität vorlag, während das Fahrzeug in Betrieb war, fügt die Steuereinheit 26 dem "Bestanden"-Zähler 126 ein "Bestanden" hinzu. Falls der Systemintegritätstest nicht bestanden wurde, was für diesen Test einen Fehler des Systems anzeigt, während das Fahrzeug in Betrieb war, fügt die Steuereinheit 26 dem "Fehler"-Zähler 128 einen "Fehler" hinzu.
Nach der Aktualisierung der Zähler 126, 128 stellt die Steuereinheit 26 auf Block 104 zurück und überwacht den Druck in dem System 11 verglichen mit dem Schwellendruck, und bereitet das Ausführen eines weiteren möglichkeitsbezogenen Tests bei der nächsten Gelegenheit vor. Der "Bestanden"-Zähler 126 und der "Fehler"-Zähler 128 führen eine fortlaufende Auflistung oder Zählung der Anzahl bestandener Tests und der Anzahl fehlgeschlagener Tests, die während des Betriebs des Fahrzeugs seit dem Start abgeschlossen wurden. Wenn das Fahrzeug abgeschaltet wird, kann die Steuereinheit 26 einen Bestätigungstest auf Lecks in dem VPS 11 durchführen. Ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Bestätigungssystemintegritätstests bei einem Fahrzeugabschaltungsereignis ist in 6 gezeigt. Die Steuereinheit 26 empfängt eine Fahrzeugabschaltanfrage bzw. -anweisung bei 150. Die Fahrzeugabschaltanweisung kann beispielsweise sein, dass der Fahrer einen Parkgang einlegt, die Feststellbremse betätigt, einen Zündschlüssel in eine "Aus"-Position dreht, eine Tür der Fahrerseite öffnet, oder ähnliches.
In einigen Ausführungsformen fährt die Steuereinheit 26 dann fort, bei 152 den "Bestanden"-Zähler 126 mit dem "Fehler"-Zähler 128 von dem möglichkeitsbezogenen Test der 5 zu vergleichen, wenn das Fahrzeug dafür ausgestattet ist, einen solchen Test auszuführen. Falls der "Bestanden"-Zähler 126 größer ist als der "Fehler"-Zähler 128, bestimmt die Steuereinheit 26 bei 154, dass das VPS 11 kein Leck aufweist gemäß den Testanforderungen, und stellt einen "Bestanden"-Code bereit. Falls der "Bestanden"-Zähler 126 ungefähr gleich dem oder geringer ist als der "Fehler"-Zähler 128, fährt die Steuereinheit 26 mit einem Abschaltungsbestätigungstest fort, der bei 156 beginnt. Natürlich können andere Vergleichsmetriken zwischen dem "Fehler"- und dem "Bestanden"-Zähler 126, 128 vorgesehen werden, um einen "Bestanden"-Code zu bestimmen, so beispielsweise dass der "Bestanden"-Zähler 126 um eine zuvor festgelegte Zahl oder einen zuvor festgelegten Prozentsatz größer ist als der "Fehler"-Zähler 128, um Unsicherheiten in dem System Rechnung zu tragen.
Wenn die Steuereinheit 26 nicht ausgestattet ist, um einen möglichkeitsbezogenen Test unter Verwendung eines "Bestanden"-Zählers 126 und eines "Fehler"-Zählers 128 durchzuführen, schreitet die Steuereinheit 26 direkt von einem Fahrzeugabschaltereignis bei 150 fort zur Initiierung des Systemintegritätstests bei 156.
Als eine Eingangsbedingung für den Bestätigungstest bestimmt die Steuereinheit 26 bei 156, ob das Katalysatormaterial in dem Katalysator für die Kraftmaschine eine höhere als eine zuvor festgelegte Temperatur aufweist. Falls das Katalysatormaterial nicht ausreichend heiß ist, überprüft die Steuereinheit 26 bei 158 das Vorhandensein eines zwischengeschalteten Behälters 15 zwischen der Kraftmaschine 20 und dem Kraftstofftank 10. Der zwischengeschaltete Behälter 15 absorbiert die Dämpfe aus dem VPS 11, dem Tank 10 oder dem Behälter 14, welche ansonsten durch die Kraftmaschine 20 hindurchtreten würden, wenn sie während des Bestätigungstests in einem Zustand, in welchem sie nicht mit Kraftstoff versorgt wird, angetrieben wird. Falls die Steuereinheit 26 feststellt, dass ein zwischengeschalteter Behälter 15 existiert, schreitet die Steuereinheit 26 bei 162 dahingehend fort, den Druck in dem Kraftstofftank 10 zu messen.
Alternativ geht die Steuereinheit 26 bei 162 direkt zum Messen des Drucks in dem Kraftstofftank 10 über, falls das Katalysatormaterial eine Temperatur über der vorbestimmten aufweist. Die Steuereinheit 26 vergleicht bei 162 den gemessenen Druck in dem Kraftstofftank 10 mit einem zuvor festgelegten Schwellendruck. Falls der Druck geringer ist als der zuvor festgelegte Schwellwert, schreitet die Steuereinheit 26 dahingehend fort, bei 164 einen Systemintegritätstest des VPS 11 durchzuführen.
Falls der Druck ungefähr gleich oder größer ist als der zuvor festgelegte Schwellwert, schreitet die Steuereinheit 26 mit 166 fort, um den Druck in dem VPS 11 zum Testen der Systemintegrität zu reduzieren. Die Steuereinheit 26 schließt das Behälterventil 19 und öffnet das FTIV 31 und das Spülventil 24. Die Steuereinheit 26 weist die elektrische Maschine in Kommunikation mit der Kraftmaschine 20 an, die Kraftmaschine 20 anzutreiben. Die Kraftmaschine 20 wird ohne Kraftstoff angetrieben, was einen Zustand geringen Drucks oder einen Vakuumzustand in dem Einlasskrümmer 30 verursacht. Dies zieht ein Vakuum in das VPS 11, wodurch der Druck in dem VPS 11 und dem Kraftstofftank 10 verringert wird. Die Steuereinheit 26 kann die Kraftmaschine 20 für eine zuvor festgelegte Zeit mit einer zuvor festgelegten Drehzahl bzw. zuvor festgelegten Umdrehungen pro Minute antreiben. Alternativ kann die Steuereinheit 26 den Druck in dem VPS 11 unter Verwendung einer Rückmeldung von dem Wandler 32 aktiv überwachen, um zu bestimmen, wann das Antreiben der Kraftmaschine 20 beendet werden soll. Wenn die Steuereinheit 26 die elektrische Maschine anweist, das Antreiben der Kraftmaschine 20 zu beenden, kann die Steuereinheit 26 auch das Spülventil 24 anweisen zu schließen, wodurch es den Zustand geringen Drucks oder den Vakuumzustand in dem VPS 11 zurückhält.
Die Steuereinheit 26 misst dann den Druck in dem VPS 11 unter Verwendung des Wandlers 32 und vergleicht bei 168 den gemessenen Druck mit einem zuvor festgelegten Schwellendruck. Falls der Druck nicht geringer ist als ein zuvor festgelegter Wert, d.h. der Druck ist ungefähr gleich der oder größer als die zuvor festgelegte Druckschwelle, stellt die Steuereinheit 26 einen „Fehler“-Code bereit, der einen fehlgeschlagenen Test anzeigt, bei 170. In diesem Szenario kann ein großes Leck in dem VPS 11 vorliegen, weil der Druck in dem System 11 nicht verringert wurde, indem die Kraftmaschine 20 angetrieben wurde, um ein Vakuum in das VPS 11 zu ziehen.
Falls der Druck geringer ist als der zuvor festgelegte Schwellwert bei 168, schreitet die Steuereinheit 26 zu 164 fort, um einen Systemintegritätstest des VPS 11 durchzuführen. Die Behälter- und Spülventile 19, 24 befinden sich in geschlossenen Positionen. Die Steuereinheit 26 weist für das FTIV 31 eine geöffnete Position an, falls es sich nicht schon in einer geöffneten Position befindet. Das VPS 11 und der Kraftstofftank 10 befinden sich dann in einem isolierten Zustand geringen Drucks. Die Steuereinheit 26 überwacht den Druck in dem VPS 11 unter Verwendung des Wandlers 32 für eine zuvor festgelegte Zeitspanne, um zu bestimmen, ob ein Leck vorliegt bei 172. Wenn keine oder nur eine geringe Änderung des Drucks auftritt, stellt die Steuereinheit 26 einen "Bestanden"-Code bei 174 bereit. Wenn eine ausreichende Änderung in dem Druck auftritt, fährt die Steuereinheit 26 mit 176 fort. Die Steuereinheit 26 kann Testkriterien verwenden, wie unten mit Bezug auf 7 beschrieben, um eine "Bestanden"- oder "Fehler"-Bedingung zu bestimmen.
Die Steuereinheit 26 kann einen Dampferzeugungstest bei 176 durchführen, falls der Systemintegritätstest 172 zu einem Fehler geführt hat. Die Steuereinheit 26 weist das FTIV 31 und das Behälterventil 19 an zu öffnen, um das VPS 11 und den Kraftstofftank 10 mit atmosphärischem Druck zu belüften. Die Steuereinheit 26 schließt dann das Behälterventil 19 und das Spülventil 24, um das VPS 11 und den Kraftstofftank 10 bei atmosphärischem Druck zu isolieren. Das FTIV 31 wird geöffnet gelassen.
Die Steuereinheit 26 überwacht den Druck in dem VPS 11 und dem Kraftstofftank 10 für eine zuvor festgelegte Zeitspanne bei 178. Die Steuereinheit 26 vergleicht dann den Druck in dem VPS 11 mit dem atmosphärischen Druck bei 180. In einem System, das im Wesentlichen frei von Lecks ist, verdampft ein Teil des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 10 während der zuvor festgelegten Zeitspanne bei 178, was
dazu führt, dass der Gesamtdruck in dem VPS 11 aufgrund der Addition des Partialdrucks des verdampften Kraftstoffs zu dem Druck in dem VPS 11 ansteigt. Falls der Druck in dem VPS 11 größer ist als der atmosphärische Druck, stellt die Steuereinheit bei 182 einen "Bestanden"-Code bereit. Falls der Druck in dem VPS 11 im Wesentlichen gleich dem oder geringer als der atmosphärische Druck ist, stellt die Steuereinheit 26 bei 184 einen "Fehler"-Code bereit.
Eine weitere Subroutine des Bestätigungstests ist in 6 gestrichelt für die Verwendung mit einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Plug-In-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) gezeigt, in welchem die Kraftmaschine möglicherweise nicht jedesmal betrieben wird, wenn das Fahrzeug betrieben wird. Wenn die Kraftmaschine während eines Fahrzeugbetriebszyklus nicht verwendet wird, wird eine Bestimmung dahingehend durchgeführt, ob ein Systemintegritätstest für diesen Zyklus möglicherweise nicht durchgeführt werden muss.
Die Steuereinheit 26 bestimmt, ob der "Bestanden"-Zähler 126 und der "Fehler"-Zähler 128 bei 200 (gestrichelt) beide "null" sind, nach dem Empfang eines Anzeichens einer Fahrzeugabschaltung bei 150. Falls "Bestanden"- und "Fehler"-Zähler 126, 128 beide "null" sind, wurde während des gegenwärtigen Fahrzeugbetriebszyklus ein möglichkeitsbezogener Test nicht durchgeführt, da die Zähler 126, 128 beim Start des Fahrzeugs auf "null" gesetzt werden. Die Steuereinheit 26 bestimmt dann bei 202 (gestrichelt), ob während der letzten n Fahrten oder der letzten n Fahrzeugbetriebsereignisse ein Systemintegritätstest durchgeführt wurde, wobei n eine zuvor festgelegte ganze Zahl ist, wie beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr.
Falls während der letzten n Fahrten ein Systemintegritätstest durchgeführt wurde, unternimmt die Steuereinheit 26 weiter nichts bezüglich des Testens bei 204 (gestrichelt), oder unternimmt weiter nichts, falls das vorherige Testergebnis ein "Bestanden"-Code war.
Falls innerhalb der letzten n Fahrten kein Systemintegritätstest durchgeführt wurde, fährt die Steuereinheit 26 fort mit 156 mit den Eingangsbedingungen für einen Bestätigungstest für das Fahrzeug.
Die Steuereinheit 26 kann verschiedene Testkriterien verwenden, um zu bestimmen, ob ein Test bestanden wurde oder fehlerhaft war. Die Steuereinheit bestimmt, ob in dem VPS 11 ein Leck vorhanden ist, indem sie einen gemessenen Druck mit einer zuvor festgelegten Druckschwelle oder einem Druckwert vergleicht, oder alternativ, indem sie ein gemessenes Vakuum mit einer zuvor festgelegten Vakuumschwelle oder einem zuvor festgelegten Vakuumwert vergleicht, wie beispielsweise in den 5 und 6 bei 124 beziehungsweise 164 gezeigt.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 26 ein prozentuales Nachlassen des Drucks verwenden, um zu bestimmen, ob ein Leck vorhanden ist, wie in 7 gezeigt. Wenn das VPS 11 isoliert ist, misst die Steuereinheit 26 den Druck in dem VPS 11, wenn das System zu Beginn isoliert ist, um einen Initialdruck oder Referenzdruck zu bestimmen. Die Steuereinheit 26 fährt dann fort, den Druck innerhalb des isolierten VPS 11 für eine zuvor festgelegte Zeitspanne zu überwachen. Die Steuereinheit 26 bestimmt, ob ein Test bestanden wurde oder fehlerhaft war, basierend darauf, ob der Druck in dem VPS 11 innerhalb der zuvor festgelegten Zeit mehr als ein Schwellwert nachgelassen hat. Der anfängliche Startdruck in dem VPS 11 kann variieren, weil möglicherweise nicht für jeden Test derselbe Vakuumzustand oder Zustand niedrigen Drucks von dem Einlasskrümmer 30 verfügbar ist. Somit kann es möglicherweise auch eine variierende Leckschwelle geben, welche auf dem Referenzdruck basiert. Die Verwendung des Nachlassens von Druck innerhalb des VPS 11 ermöglicht eine Variabilität in dem anfänglichen Startreferenzdruck.
Die Steuereinheit 26 kann eine Datenbank oder Nachschlagetabelle von Druckabbauprofilen oder prozentualen Druckabbauprofilen für verschiedene Referenzdrücke basierend auf kalibrierten Tests aufweisen. Die Steuereinheit 26 berechnet einen prozentualen Druck in dem VPS 11 während des Tests durch Dividieren des in Echtzeit gemessenen Drucks durch den Referenzdruck, um einen prozentualen Druck zu berechnen. Die Steuereinheit vergleicht dann den prozentualen Druck mit dem entsprechenden Profil zu einem gegebenen Zeitpunkt in dem Test, um zu bestimmen, ob ein Leck vorliegt. Falls der gemessene prozentuale Druck geringer ist als der prozentuale Schwellwert zu einer gegebenen Zeit, liegt in dem VPS ein Leck vor.
7 ist ein Diagramm, das prozentuale Druckschwellenprofile für prozentuale Drücke über der Zeit zeigt. Eine erste Druckschwelle 200 ist für die Verwendung mit einem ersten Referenzdruck gezeigt. Eine zweite Druckschwelle 202 ist für die Verwendung mit einem zweiten Referenzdruck gezeigt. Der erste Referenzdruck ist höher als der zweite Referenzdruck.
Die Steuereinheit 26 misst den Referenzdruck in dem VPS 11 und bestimmt, welcher Schwellwert oder welches Profil zu verwenden ist, basierend auf dem Referenzdruck. In einem Beispiel misst die Steuereinheit 26 den anfänglichen Referenzdruck und zeigt an, dass der erste Schwellwert 200 in dem Systemintegritätstest verwendet werden wird. Die Steuereinheit 26 überwacht den Druck zu verschiedenen Zeiten während der zuvor festgelegten Zeitspanne und berechnet einen prozentualen Druck für jede Druckmessung für den Vergleich mit dem Schwellwert. Nach drei Sekunden eines 30-Sekunden-Tests misst die Steuereinheit 26 den Druck und berechnet einen prozentualen Druck bei 204, welcher unterhalb des durch die Linie 200 gezeigten Schwellwerts ist, und an diesem Punkt ein "Bestanden" darstellt. Die Steuereinheit 26 fährt fort, den prozentualen Druck zu überwachen und den Wert mit dem Schwellwert zu vergleichen. Später während desselben Tests berechnet die Steuereinheit einen prozentualen Druck nach dreißig Sekunden wie am Punkt 206 gezeigt, welcher sich zu diesem Zeitpunkt über dem Schwellwert 200 befindet, was einen fehlgeschlagenen Test anzeigt. Die Steuereinheit 26 speichert einen entsprechenden Diagnosecode. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt während des Tests die Steuereinheit 26 einen prozentualen Druck unterhalb des Schwellwerts zu einer gegebenen Zeit aufweist, kann die Steuereinheit einen damit assoziierten Diagnosecode bereitstellen, da der Test anzeigt, dass das VPS 11 den Druck nicht in ausreichender Weise aufrechterhält, um die Testkriterien zu erfüllen. In einem anderen Beispiel verwendet die Steuereinheit 26 einen geringeren anfänglichen Referenzdruck, und ein anderes prozentuales Referenzprofil 202 wird verwendet. Nach drei Sekunden eines 30-Sekunden-Tests misst die Steuereinheit den Druck und berechnet einen prozentualen Druck bei 206, welcher unterhalb des durch die Linie 202 gezeigten Schwellwerts liegt, und an diesem Punkt ein "Bestanden" darstellt. Die Steuereinheit 26 fährt fort, den prozentualen Druck zu überwachen und den Wert mit dem Schwellwert 202 zu vergleichen. Später während desselben Tests berechnet die Steuereinheit 26 einen prozentualen Druck nach dreißig Sekunden wie am Punkt 208 gezeigt, welcher sich zu diesem Zeitpunkt ebenfalls unter dem Schwellwert 202 befindet, was einen bestandenen Test anzeigt. Der gemessene prozentuale Druck stieg für diesen Test nicht über den Schwellwert 202 oder kreuzte ihn nicht, und die Steuereinheit 26 zeigt einen "Bestanden"-Code an.
Natürlich kann die Steuereinheit 26 ein Schwellenprofil des Nachlassens des Vakuums, eine voreingestellte Druckdifferenz oder jede andere gemäß dem Stand der Technik bekannte Technik verwenden, um zu bestimmen, ob in dem VPS 11 ein Leck vorliegt.
Verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen damit verbundene Vorteile auf. Die elektrische Maschine kann dazu verwendet werden, eine Kraftmaschine ohne Kraftstoff anzutreiben, um eine Vakuumquelle bereitzustellen, um den Druck in dem VPS für einen Systemintegritätstest zu verringern. Dies eliminiert die Notwendigkeit, eine Vakuumpumpe mit dem VPS für einen Test zu verwenden, wodurch die Anzahl der Teile, Kosten und die Komplexität des Systems verringert werden. Zudem wird durch das Antreiben der Kraftmaschine unter Verwendung der elektrischen Maschine die Zeit, während der die Kraftmaschine in einem Zustand mit Kraftstoff betrieben wird, verringert, wodurch die Kraftstoffersparnis für das Fahrzeug gesteigert wird und Emissionen verringert werden.
Zudem kann eine mit Kraftstoff betriebene Kraftmaschine verwendet werden, um eine Vakuumquelle für das VPS bereitzustellen, während das Fahrzeug betrieben wird. Geringer Druck, der durch den Einlasskrümmer bereitgestellt wird, kann in dem Kraftstofftank in Vorbereitung für einen Test gespeichert werden. Die Verwendung des Kraftmaschineneinlasskrümmers als Quelle für niedrigen Druck oder Vakuum macht die Verwendung einer Vakuumpumpe zum Testen des VPS unnötig, verringert somit die Anzahl von Teilen, Kosten und die Komplexität des Systems.
Das Durchführen des Systemintegritätstests unter Verwendung gespeicherten niedrigen Drucks in dem Kraftstofftank, während die Kraftmaschine nicht betrieben wird, stellt zusätzliche Zeit für das Spülen des Aktivkohlebehälters während des Betriebs der Kraftmaschine bereit, da diese Zeit nicht für das Testen verwendet wird. In einem Hybridfahrzeug sind Gelegenheiten für das Spülen des Behälters im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug begrenzt, weil die Kraftmaschine möglicherweise nicht fortlaufend betrieben wird.
Das Durchführen mehrerer Systemintegritätstests während des Betriebs des Fahrzeugs steigert die Qualität der Messung und die statistische Sicherheit des Ergebnisses des Tests. Die Verwendung eines prozentualen Schwellwerts, um ein Leck zu bestimmen, ermöglicht eine größere Variabilität beim Startdruck innerhalb des VPS für den Test, da der/das durch den Einlasskrümmer bereitgestellte geringe Druck oder Vakuum möglicherweise kein konstanter Wert ist.
Während oben beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Wörter eher Wörter der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Eigenschaften verschiedener umsetzender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, welche nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Wo eine oder mehrere Ausführungsformen dahingehend beschrieben wurden, dass sie Vorteile bieten, oder gegenüber anderen Ausführungsformen und/oder dem Stand der Technik bezüglich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften bevorzugt sind, wird ein Fachmann erkennen, dass möglicherweise Kompromisse zwischen verschiedenen Eigenschaften gemacht werden können, um gewünschte Systemattribute zu erzielen, welche von der spezifischen Anwendung oder Umsetzung abhängen können. Diese Attribute umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Erscheinung, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit des Zusammenbaus etc. Somit befinden sich jegliche Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert im Vergleich mit anderen Ausführungsformen bezüglich einer oder mehrerer Charakteristiken beschrieben werden, nicht außerhalb des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands.
Zeichenerklärung
Bezugszeichenliste
Fig. 5

102: i_Bestanden = i_Fehler
104: Ist P_Tank < P_Schwellwert?
106: Eingangsbedingungen erfüllt?
108: Vakuum im Tank erzeugen
110: Ist D_Tank < D_X?
112: FTIV schließen, um Vakuum zu speichern
114: Eingangsbedingungen erfüllt?
116: Möglichkeitsbezogenen Test durchführen
118: Abbruchbedingungen erfüllt?
120: Test abbrechen, aufschieben
122: Wurde der Test lange genug durchgeführt?
124: Systemintegrität?
126: i_Bestanden = i_Bestanden + 1
128: i_Fehler= i_Fehler + 1

150: Fahrzeugabschaltvorgang
152: Ist i_Bestanden > i_Fehler?
154: Keine Lecks detektiert
156: Ist das Katalysatormaterial heiß?
158: Ist der dazwischengeschaltete Behälter vorhanden?
160: Fehler
162: Ist P_Tank < P_X?
166: Kraftmaschine bei zuvor festgelegter Zeit bei zuvor festgelegter Zahl antreiben
168: Ist P_Tank < P_X?
170: Großes Leck detektiert
200: i_Bestanden = 0
200: I_Fehler = 0
202: Wurde der Test während der letzten n Fahrten durchgeführt? Falls Ja: Keine Aktion, andernfalls weiter mit 156
164: Durchführen des Bestätigungstests
172: Bestanden?
174: “Bestanden”-Code
176: Durchführen des Dampferzeugungstests
178: Wurde der Test lange genug durchgeführt?
180: Ist P_Tank > P_y?
182: “Bestanden”-Code
184: “Fehler”-Code

Claims

Verfahren zum Testen eines Dampfspülsystems (VPS) für ein Fahrzeug, das eine Brennkraftmaschine aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Schließen eines ersten Ventils, das zwischen einem Aktivkohlebehälter des VPS und der Atmosphäre gekoppelt ist; Antreiben der Kraftmaschine, um ein Vakuum in dem VPS zu erzeugen; Schließen eines zweiten Ventils, das zwischen dem Aktivkohlebehälter und der Kraftmaschine gekoppelt ist; und Überwachen des Drucks in dem VPS.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: Detektieren einer Anweisung durch einen Bediener des Fahrzeugs, das Fahrzeug abzuschalten; und Ausführen des Schließens des ersten Ventils, Antreibens der Kraftmaschine, Schließens des zweiten Ventils und des sequentiellen Überwachens als Reaktion auf die Detektion der Anweisung zur Abschaltung des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Hybrid ist, wobei das Antreiben der Kraftmaschine ferner das Abkoppeln der Kraftmaschine von den Rädern des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine mit einer zuvor festgelegten Drehzahl für eine zuvor festgelegte Zeitspanne angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine angetrieben wird, bis in dem VPS ein zuvor festgelegter Druck herrscht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vakuum in dem VPS für eine zuvor festgelegte Zeitspanne überwacht wird, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Ermitteln von Systemintegrität, wenn der Druck in dem VPS nach dem Verstreichen der zuvor festgelegten Zeitspanne geringer ist als ein Schwellendruck; und Ermitteln eines Fehlers in dem VPS, wenn der Druck in dem Spülsystem nach dem Verstreichen der zuvor festgelegten Zeitspanne größer ist als der Schwellendruck.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Erfüllen eines Satzes von Eingangsbedingungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Eingangsbedingungen umfassen, dass eine Temperatur in einem Katalysatormaterial, welches mit einem Kraftmaschinenauspuff verbunden ist, eine zuvor festgelegte Temperatur übersteigt und ein Füllanteil des Aktivkohlebehälters geringer ist als ein zuvor festgelegter Füllanteil.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Temperatur in dem Katalysatormaterial und der Füllanteil auf Modellen basieren.
Hybridelektrofahrzeug (HEV), welches Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine; ein Dampfspülsystem (VPS) mit einem Aktivkohlebehälter, welcher mit der Kraftmaschine mittels eines ersten Ventils gekoppelt ist und mit der Atmosphäre mittels eines zweiten Ventils gekoppelt ist, sowie mit einem Druckwandler; und eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist: (i) das zweite Ventil zu schließen, (ii) die Kraftmaschine anzutreiben, um ein Vakuum in dem VPS zu erzeugen, (iii) das erste Ventil zu schließen und (iv) den Druckwandler zu überwachen, um den Druck in dem VPS zu überwachen.
HEV nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, einen Fehler für das VPS auszugeben, wenn der Druck in dem VPS innerhalb einer zuvor festgelegten Zeitspanne unter eine zuvor festgelegte Druckschwelle fällt, nachdem das erste Ventil geschlossen ist, wobei der Druck in dem VPS auf einem Signal von dem Druckwandler basiert.
HEV nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, einen Diagnosecode zu setzen, nachdem ein Fehler ausgegeben wird.
HEV nach Anspruch 10, welches ferner eine elektrische Maschine umfasst, die mit der Kraftmaschine gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine bewirkt, dass die Kraftmaschine als Reaktion auf eine Anweisung von der Steuereinheit, die Kraftmaschine anzutreiben, angetrieben wird.
HEV nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit das erste und zweite Ventil steuert und die Kraftmaschine als Reaktion auf eine Anweisung zum Abschalten des HEV antreibt.
HEV nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit sequentiell Folgendes durchführt: (i) Schließen des zweiten Ventils, (ii) Antreiben der Kraftmaschine, (iii) Schließen des ersten Ventils.
Verfahren zum Testen eines Dampfspülsystems (VPS) an Bord eines Fahrzeugs, das eine Kraftmaschine aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Schließen eines ersten Ventils, das einen Aktivkohlebehälter des VPS und die Atmosphäre koppelt; Messen des Drucks in dem VPS; Antreiben der Kraftmaschine, um den Druck in dem VPS zu senken, wenn der Druck über einem Schwellwert ist; Schließen eines zweiten Ventils, das zwischen dem Aktivkohlebehälter und der Kraftmaschine gekoppelt ist, wenn der Druck in dem VPS geringer ist als der Schwellwert; und Überwachen des Drucks in dem VPS, um das VPS auf Systemintegrität zu testen.
Verfahren nach Anspruch 16, welches ferner das Detektieren eines Fahrzeugabschaltereignisses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, und die Kraftmaschine während des Antreibens von den Rädern des Fahrzeugs abgekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Fahrzeug ein Plug-In-Hybridfahrzeug ist und das Dampfspülsystem bei jedem dritten Abschaltereignis getestet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, welches ferner umfasst, dass ein "Fehler"-Code gesetzt wird, wenn der Druck in dem VPS innerhalb einer zuvor festgelegten Zeit, nachdem das Spülventil geschlossen wird, über einen zuvor festgelegten Schwellwert steigt.