DE102021109261A1

DE102021109261A1 - Überwachung des kraftstoffdampfsystemventils

Info

Publication number: DE102021109261A1
Application number: DE102021109261.2A
Authority: DE
Inventors: Aed M. Dudar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2021-10-21
Also published as: CN113530721A; US11073094B1

Abstract

Diese Offenbarung stellt Überwachung des Kraftstoffdampfsystemventils bereit. Verfahren und Systeme zum Überwachen des Verkorkens eines Ventils in einer Kraftstoffdampfleitung während der Diagnose des Kraftstoffdampfsystems sind bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: während Abdichtens des Kraftstoffdampfsystems während einer Diagnoseroutine, Schätzen eines Schwellenwertdrucks des Kraftstoffdampfsystems auf Grundlage eines Kraftstoffstands in dem Kraftstofftank und als Reaktion darauf, dass sich ein geschätzter Druck des Kraftstoffsystems auf einen Schwellenwertdruck verringert, Öffnen eines Kanisterentlüftungsventils, das an eine Entlüftungsleitung des Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Überwachen des Verkorkens eines Ventils in einem Kraftstoffdampfsystem während der Diagnose des Kraftstoffdampfsystems.
Allgemeiner Stand der Technik
Fahrzeuge können mit Systemen zur Verdunstungsemissionssteuerung (EVAP) ausgestattet sein, um die Freisetzung von Kraftstoffdämpfen in die Atmosphäre zu reduzieren. Zum Beispiel können verdampfte Kohlenwasserstoffe (hydrocarbons - HCs) aus einem Kraftstofftank in einem Kraftstoffdampfkanister gespeichert werden, der mit einem Adsorptionsmittel gefüllt ist, das die Kraftstoffdämpfe adsorbiert und speichert. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Motor in Betrieb ist, ermöglicht das Verdunstungsemissionssteuersystem, dass die Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffdampfkanister in den Motoransaugkrümmer gespült werden. Die Kraftstoffdämpfe werden dann während der Verbrennung verbraucht. Unter bestimmten Bedingungen kann das EVAP-System überwacht werden, um Verstöße zu identifizieren, die zu unerwünschten Kraftstoffdampflecks führen können. Ein beispielhafter Ansatz zur Überprüfung der Integrität des EVAP-Systems beinhaltet, während des Motorbetriebs, Abdichten des EVAP-Systems und Überwachen der Übertragung des Vakuums von dem Motorverteiler zum EVAP-System. Während der EVAP-Systemdiagnose kann zum Abdichten des EVAP-Systems ein Kanisterspülventil (canister purge valve - CPV), das das EVAP-System an den Motorverteiler koppelt, und ein Kanisterentlüftungselektromagnet (canister vent solenoid - CVS), der an eine Entlüftungsleitung des EVAP-Systems gekoppelt ist, geschlossen befohlen werden. Während des Fahrzeugbetriebs kann das CPV Verunreinigungen oder andere Fremdkörper einschliel en, die aus Komponenten des Kraftstoffsystems stammen. Diese Verunreinigungen können das vollständige Schliel en des Kanisterspülventils verhindern.
Ein beispielhafter Ansatz zum Einstellen eines oder mehrerer an das EVAP-System gekoppelter Ventile als Reaktion auf die Detektion einer Beeinträchtigung des CPV wird von Dudar in US 9,243,592 gezeigt. Als Reaktion darauf, dass ein CPV in einer mindestens teilweise geöffneten Position festsitzt, kann der CVS geöffnet und geschlossen gepulst werden, während das CPV bei 100 % Arbeitszyklus offen gehalten wird. Durch Pulsieren des CVS während das CPV offen gehalten wird, werden Druckpulsationen in den EVAP-Leitungen erzeugt, die dazu führen können, dass Verunreinigungen im CPV und an anderer Stelle im EVAP-System entfernt werden, wodurch das CPV freigesetzt wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme im Zusammenhang mit derartigen Systemen erkannt. Zum Beispiel kann sich bei einer nicht detektierten Beeinträchtigung des CPV während der EVAP-Systemdiagnose, wenn sich der CVS in einer geschlossenen Position befindet, schnell ein Vakuum vom Motorkrümmer im EVAP-System aufbauen. Dieser Vakuumaufbau kann dazu führen, dass der CVS verkorkt wird (wie etwa vakuumversiegelt). Der Kraftstoffsystemdruck, der über einen Kraftstofftankdruckwandler (fuel tank pressure transducer - FTPT) geschätzt ist, der in einer Kraftstoffleitung untergebracht ist, die den Kraftstofftank und den Kraftstoffdampfkanister koppelt, ist möglicherweise nicht repräsentativ für den Druck am CVS-Ventil. Wenn der CVS geschlossen verkorkt ist, kann ein übermäßiger Vakuumpegel an Kraftstoffsystemkomponenten wie etwa den Kraftstofftank angelegt werden, was zu einer Verformung des Kraftstofftanks führen kann. Wenn der CVS dicht verkorkt ist, ist es möglicherweise nicht möglich, die Kraftstoffdämpfe effektiv aus dem Kraftstoffdampfkanister in den Motoransaugkrümmer zu spülen. Außerdem darf ein vakuumversiegelter CVS nicht geöffnet und geschlossen werden, um Verunreinigungen von einem festsitzenden offenen CPV zu entfernen. Dies kann zu früher als erwarteten Garantieproblemen für das EVAP-System führen. Darüber hinaus kann das Fahrzeug nicht emissionskonform sein.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Motor angegangen werden, das Folgendes umfasst: während des Schliel ens eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS), der mit einer Entlüftungsleitung eines Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist, Schätzen eines Schwellenwertdrucks des Kraftstoffdampfsystems auf Grundlage eines Kraftstoffstands in einem Kraftstofftank und Öffnen des CVS als Reaktion auf einen Druck des Kraftstoffdampfsystems, der auf den Schwellenwertdruck abfällt. Auf diese Weise kann ein CVS geöffnet werden, bevor er vakuumversiegelt wird, da im EVAP-System ein Vakuum aufgebaut wird, das über dem Schwellenwert liegt.
Zum Beispiel kann während des Motorbetriebs bei Leerlaufdrehzahl unter Erfüllung der Bedingungen eine EVAP-Systemdiagnoseroutine durchgeführt werden. Um eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems zu detektieren, wie etwa, wenn das CPV in einer offenen Position festsitzt, können das CPV und das CVS-Ventil in ihre jeweiligen geschlossenen Positionen befohlen werden, während ein Kraftstofftankabsperrventil (FTIV), das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffdampfkanister positioniert ist, in eine offene Position befohlen werden kann, wodurch das EVAP-System vom Motorverteiler und der Atmosphäre isoliert wird. Wenn das CPV in einer zumindest teilweise geöffneten Position festsitzt, kann Vakuum vom Motoransaugkrümmer auf das EVAP-System übertragen werden. Eine Änderung des EVAP-Systemdrucks (Vakuumaufbau) kann für eine vorbestimmte Dauer überwacht werden. Ein Dampfraum (Dampfvolumen) des Kraftstofftanks kann auf Grundlage von einem oder mehreren von einem Kraftstoffstand im Kraftstofftank, einer Kapazität des Kraftstofftanks und einem Volumen des Kraftstoffdampfkanisters geschätzt werden. Eine abgeleitete Übertragungsfunktion kann dazu verwendet werden, einen Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks mit dem Dampfraum als Eingang und einem Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks als Ausgang zu schätzen. Wenn während der Diagnoseroutine ein geschätzter Kraftstoffsystemdruck, wie er über den FTPT geschätzt wird, den Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks erreicht, kann der CVS unabhängig vom Grad des Abschlusses der Diagnoseroutine geöffnet werden. Wenn der Kraftstoffsystemdruck den Schwellenwertdruck erreicht, kann das CPV als beeinträchtigt angezeigt werden und der Motorbetrieb kann entsprechend eingestellt werden. Eine Beeinträchtigung des CPV kann als Reaktion darauf angezeigt werden, dass das Vakuum im Kraftstoffsystem innerhalb der vorbestimmten Dauer der Routine einen Vakuumschwellenwert erreicht.
Auf diese Weise kann durch vorbeugendes Öffnen des CVS vor dem Schliel en des Ventils aufgrund eines unter dem Schwellenwert liegenden Kraftstoffsystemdrucks eine Beeinträchtigung der Hardware verhindert werden. Das vorbeugende Öffnen des CVS kann auch unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen eine Beeinträchtigung (wie etwa ein Leck) des CPV noch nicht festgestellt wird. Der technische Effekt der Schätzung eines Druckausstol es des Kraftstoffsystems auf Grundlage eines Dampfraums des Tanks über eine abgeleitete Übertragungsfunktion ist ein Unterschied in der FTPT-Leistung, und ein tatsächlich am CVS erfahrenes Vakuum kann berücksichtigt werden. Durch genaues Schätzen der FTPT-Ausgangsleistung des Kraftstoffsystemdrucks kann der CVS rechtzeitig geöffnet werden. Durch die Aufrechterhaltung der Funktionalität des CVS kann die Systemintegrität sichergestellt und die Einhaltung der Emissionsvorschriften verbessert werden. Darüber hinaus können frühzeitige Garantieprobleme für das EVAP-System vermieden werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Hybridfahrzeugantriebssystem.
2 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugmotorsystem, das ein Kraftstoffsystem und ein Kraftstoffverdunstungssystem beinhaltet.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, das zum Überwachen und Sperren der Vakuumabdichtung eines CVS-Ventils (Kanisterentlüftungselektromagnetventils) umgesetzt werden kann.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren darstellt, das zum Schätzen eines Schwellenwerts des Kraftstoffsystemdrucks umgesetzt werden kann, unter dem der CVS geschlossen bleiben kann.
5 zeigt ein Beispiel für die Überwachung der Ventilpositionen des EVAP-Systems während einer Diagnoseroutine.
6 zeigt eine grafische Darstellung einer Übertragungsfunktion, die zum Schätzen des Schwellenwerts des Kraftstoffsystemdrucks verwendet wird.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Überwachen des Verkorkens eines Ventils in einem Kraftstoffdampfsystem während der Diagnose des Kraftstoffdampfsystems. Ein Hybridfahrzeugantriebssystem, das dazu konfiguriert ist, mit einem oder beiden Motordrehmomenten von einem Elektromotor und Motordrehmomenten von einer Brennkraftmaschine zu arbeiten, ist in 1 gezeigt. Das Motorsystem des Hybridfahrzeugs, wie es in 2 gezeigt ist, kann ein Kraftstoffsystem und ein Verdunstungsemissionssteuersystem (EVAP) beinhalten. Das EVAP-System kann ein Kanisterspülventil (CPV) in einer Spülleitung, die den Motorkrümmer an einen Kanister koppelt, der Kraftstoffdampf speichert, und einen Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS) in einer Entlüftungsleitung beinhalten, die den Kanister an die Atmosphäre koppelt. Ein Kraftstoffsystemdrucksensor kann an eine Kraftstoffleitung gekoppelt sein, um den Kraftstofftankdruck zu bestimmen. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, Steuerroutinen durchzuführen, wie etwa die Beispielroutinen aus 3 und 4, um einen Schwellenwert für den Kraftstoffsystemdruck zu bestimmen, unter dem der CVS geschlossen bleiben kann, und um die Vakuumversiegelung des CVS bei dem Schwellenwertdruck zu verhindern. Eine Übertragungsfunktion kann abgeleitet werden, um den Schwellenwertkraftstoffsystemdruck zu schätzen, wobei die Übertragungsfunktion grafisch in 6 dargestellt ist. 5 zeigt eine beispielhafte Überwachung der Ventilpositionen des EVAP-Systems und des Kraftstoffsystemdrucks während einer Diagnoseroutine des EVAP-Systems.
In Bezug auf die Terminologie, wie hierin verwendet, kann ein Vakuum auch als Unterdruck bezeichnet werden. Sowohl Vakuum als auch Unterdruck beziehen sich auf einen Druck, der niedriger ist als der Atmosphärendruck. Ferner kann eine Erhöhung des Vakuums einen höheren Vakuumpegel verursachen, wenn sich das Vakuum dem absoluten Nulldruck oder dem perfekten Vakuum nähert. Wenn das Vakuum abnimmt, nimmt der Vakuumpegel ab, wenn sich das Vakuum dem atmosphärischen Druckpegel nähert. Mit anderen Worten gibt ein geringeres Vakuum einen flachen Vakuumpegel an. Anders ausgedrückt kann ein niedrigeres Vakuum ein Unterdruck sein, der näher am atmosphärischen Druck liegt als ein höherer (oder tieferer) Vakuumpegel. Ein Druck kann als Überdruck bezeichnet werden, wenn der Druck höher als der atmosphärische (oder barometrische) Druck ist.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet einen Kraftstoffverbrennungsmotor 110 und einen Elektromotor 120. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Motor 110 eine Brennkraftmaschine und umfasst der Elektromotor 120 einen Elektroantrieb. Der Elektromotor 120 kann dazu konfiguriert sein, eine andere Energiequelle zu nutzen oder zu verbrauchen als der Motor 110. Zum Beispiel kann der Motor 110 einen Flüssigkraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Motorleistung zu erzeugen, während der Elektromotor 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Elektromotorleistung zu erzeugen. Somit kann ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100 als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) oder einfach als ein Hybridfahrzeug bezeichnet werden. Alternativ kann das hier abgebildete Antriebssystem 100 als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) bezeichnet werden.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, denen das Fahrzeugantriebssystem ausgesetzt ist, in einer Vielfalt unterschiedlicher Betriebsmodi betrieben werden. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Motor 110 in einem ausgeschalteten Zustand (d. h. auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Motor unterbrochen ist. Zum Beispiel kann der Motor 120 das Fahrzeug bei ausgewählten Betriebsbedingungen über ein Antriebsrad 130 antreiben, wie durch Pfeil 122 angegeben, während der Motor 110 abgeschaltet ist (wird hierin auch als Elektromodus bezeichnet). Hierbei kann der Motor abgestellt werden, um zu ruhen, während der Motor die Fahrzeugbewegung antreibt.
Während anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 auf einen deaktivierten Zustand eingestellt sein (wie vorstehend beschrieben), während der Elektromotor 120 dazu betrieben werden kann, eine Energiespeichervorrichtung 150 aufzuladen. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wie durch den Pfeil 122 angegeben, wobei der Elektromotor die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch einen Pfeil 124 angegeben. Dieser Betrieb kann als Nutzbremsung des Fahrzeugs bezeichnet werden. Somit kann der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen ein Generatorbetrieb bereitstellen. In anderen Ausführungsformen kann jedoch stattdessen ein Generator 160 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wobei der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch einen Pfeil 162 angegeben.
Während noch anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 betrieben werden, indem Kraftstoff verbrannt wird, der von einem Kraftstoffsystem 140 empfangen wird, wie durch einen Pfeil 142 angegeben. Zum Beispiel kann der Motor 110 dazu betrieben werden, das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch Pfeil 112 angegeben, während der Elektromotor 120 abgeschaltet ist (hierin ebenfalls als ein Motormodus bezeichnet). Während weiterer Betriebsbedingungen können sowohl der Motor 110 als auch der Elektromotor 120 jeweils dazu betrieben werden, das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie jeweils durch den Pfeil 112 und 122 angegeben (hierin ebenfalls als ein Unterstützungsmodus bezeichnet). Eine Konfiguration, in der sowohl der Motor als auch der Elektromotor das Fahrzeug selektiv antreiben kann, kann als Fahrzeugantriebssystem vom Paralleltyp bezeichnet werden. Es ist anzumerken, dass in einigen Ausführungsformen der Elektromotor 120 das Fahrzeug über einen ersten Satz von Antriebsrädern antreiben kann und der Motor 110 das Fahrzeug über einen zweiten Satz von Antriebsrädern antreiben kann.
In weiteren Ausführungsformen kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Fahrzeugantriebssystem vom Reihentyp konfiguriert sein, bei dem der Motor die Antriebsräder nicht direkt antreibt. Vielmehr kann der Motor 110 betrieben werden, um den Elektromotor 120 mit Leistung zu versorgen, der wiederum das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 antreiben kann, wie durch den Pfeil 122 angegeben. Zum Beispiel kann bei ausgewählten Betriebsbedingungen der Motor 110 den Generator 160 antreiben, der wiederum einem oder mehreren von dem Elektromotor 120, wie durch Pfeil 114 angegeben, oder der Energiespeichervorrichtung 150, wie durch Pfeil 162 angegeben, elektrische Energie zuführen kann. Als ein weiteres Beispiel kann der Motor 110 dazu betrieben werden, den Elektromotor 120 anzutreiben, der wiederum einen Generatorbetrieb bereitstellen kann, um die Motorleistung in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch den Elektromotor in der Energiespeichervorrichtung 150 gespeichert werden kann.
Das Kraftstoffsystem 140 kann einen oder mehrere Kraftstofftanks 144 zum Speichern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 einen oder mehrere Flüssigkraftstoffe lagern, einschlielßlich unter anderem: Benzin-, Dieselund Alkoholkraftstoffen. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff als Gemisch aus zwei oder mehr unterschiedlichen Kraftstoffen an Bord des Fahrzeugs gelagert sein. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 dazu konfiguriert sein, ein Gemisch aus Benzin und Ethanol (z. B. E10, E85 usw.) oder ein Gemisch aus Benzin und Methanol (z. B. M10, M85 usw.) zu lagern, wobei diese Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische an den Motor 110 abgegeben werden können, wie durch den Pfeil 142 angegeben. Somit kann flüssiger Kraftstoff von dem Kraftstofftank 144 zum Motor 110 des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs geliefert werden. Es können noch andere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Motor 110 zugeführt werden, wobei sie in dem Motor verbrannt werden können, um eine Motorausgangsleistung zu erzeugen. Die Motorleistung kann dazu genutzt werden, das Fahrzeug anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 angegeben, oder die Energiespeichervorrichtung 150 über den Elektromotor 120 oder den Generator 160 aufzuladen.
In einigen Ausführungsformen kann die Energiespeichervorrichtung 150 dazu konfiguriert sein, elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern (aul er dem Elektromotor) zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden, einschlielßlich Kabinenheizung und Klimaanlage, Motorstart, Scheinwerfern, Video- und Audiosystemen der Kabine usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 eine(n) oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren beinhalten.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem einen Umgebungstemperatur-/Feuchtigkeitssensor 198 und einen Rollstabilitätssteuersensor, wie etwa (einen) Querbeschleunigungs- und/oder Längsbeschleunigungs- und/oder Gierratensensor(en) 199, beinhalten. Ein Steuersystem 190 kann mit einem oder mehreren von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 kommunizieren. Das Steuersystem 190 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einem oder mehreren von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 empfangen. Ferner kann das Steuersystem 190 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an eines oder mehrere von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 senden. Das Steuersystem 190 kann eine Angabe einer von einem Bediener angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem Fahrzeugführer 102 empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 190 eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Bremspedal und/oder ein Fahrpedal beziehen.
Die Energiespeichervorrichtung 150 kann periodisch elektrische Energie von einer Leistungsquelle 180 empfangen, die sich aul erhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch Pfeil 184 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (HEV) konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie aus der Leistungsquelle 180 über ein Übertragungskabel 182 für elektrische Energie zugeführt werden kann. Während eines Wiederaufladebetriebs der Energiespeichervorrichtung 150 aus der Leistungsquelle 180 kann das elektrische Übertragungskabel 182 die Energiespeichervorrichtung 150 und die Leistungsquelle 180 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem dazu betrieben wird, das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 182 zwischen der Leistungsquelle 180 und der Energiespeichervorrichtung 150 getrennt sein. Das Steuersystem 190 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist und als Ladezustand (state of charge - SOC) bezeichnet werden kann, identifizieren und/oder steuern.
In weiteren Ausführungsformen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie drahtlos an der Energiespeichervorrichtung 150 aus der Leistungsquelle 180 empfangen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Leistungsquelle 180 empfangen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Aufladen der Energiespeichervorrichtung 150 aus einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann. Auf diese Weise kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug antreiben, indem er eine andere Energiequelle nutzt als den Kraftstoff, der durch den Motor 110 genutzt wird.
Das Kraftstoffsystem 140 kann regelmäl ig Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle empfangen, die sich aul erhalb des Fahrzeugs befindet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 betankt werden, indem Kraftstoff über eine Kraftstoffabgabevorrichtung 170 empfangen wird, wie durch einen Pfeil 172 angegeben. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstofftank 144 dazu konfiguriert sein, den aus der Kraftstoffabgabevorrichtung 170 empfangenen Kraftstoff zu speichern, bis er dem Motor 110 zur Verbrennung zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 190 eine Angabe des Füllstands des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist, über einen Kraftstofffüllstandsensor empfangen. Der Füllstand des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist (z. B. wie durch den Kraftstofffüllstandsensor identifiziert), kann dem Fahrzeugführer zum Beispiel über eine Kraftstoffanzeige oder eine Angabe in einer Fahrzeuginstrumententafel 196 kommuniziert werden.
2 zeigt eine schematische Abbildung eines Fahrzeugsystems 200. Das Fahrzeugsystem 200 beinhaltet ein Motorsystem 208, das an ein Kraftstoffsystem 218, ein Verdunstungsemissionssteuersystem 251 und ein Abgasrückführsystem 255 gekoppelt ist. Das Verdunstungsemissionssteuersystem 251 (ebenfalls als Verdunstungsemissionssystem 251 und Kraftstoffdampfsystem 251 bezeichnet) beinhaltet einen Kraftstoffdampfkanister oder einen Kraftstoffsystemkanister 222, der dazu verwendet werden kann, Kraftstoffdämpfe aufzufangen und zu lagern.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeugsystem 200 ein Hybridelektrofahrzeugsystem sein, wie etwa das Fahrzeugantriebssystem 100 aus 1. Das Motorsystem 208 kann einen Motor 210 mit mehreren Zylindern 230 beinhalten. Somit kann der Motor 210 derselbe wie der Motor 110 aus 1 sein, während das Steuersystem 214 aus 2 dem Steuersystem 190 aus 1 entsprechen kann.
Der Motor 210 beinhaltet einen Motoreinlass 223 und einen Motorauslass 225. Der Motoreinlass 223 beinhaltet eine Drossel 262, die fluidisch an den Ansaugkrümmer 244 gekoppelt ist. Frische Ansaugluft tritt in den Ansaugkanal 242 ein und strömt durch den Luftfilter 253. Der im Ansaugkanal 242 angeordnete Luftfilter 253 kann die Ansaugluft reinigen, bevor die Ansaugluft zum Ansaugkrümmer 244 geleitet wird. Gereinigte Ansaugluft, die aus dem Luftfilter 253 austritt, kann über den Ansaugkanal 242 an der Drossel 262 (auch als Ansaugdrossel 262 bezeichnet) vorbei in den Ansaugkrümmer 244 strömen. Als solches kann die Ansaugdrossel 262, wenn sie vollständig geöffnet ist, ein höheres Mal an Fluidkommunikation zwischen dem Ansaugkrümmer 244 und dem Ansaugkanal 242 stromabwärts des Luftfilters 253 ermöglichen. Eine dem Ansaugkrümmer 244 bereitgestellte Ansaugluftmenge kann über die Drosselklappe 262 auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen geregelt werden. Der Motorauslass 225 beinhaltet einen Abgaskrümmer 248, der zu einem Abgaskanal 235 führt, der Abgas in die Atmosphäre leitet. Der Motorauslass 225 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 270 beinhalten, die an einer motornahen Position in dem Auslass montiert sein können. Eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, eine Mager-NOx-Falle, ein Dieselpartikelfilter, einen Oxidationskatalysator usw. beinhalten. Es versteht sich, dass andere Komponenten in dem Motor beinhaltet sein können, wie etwa vielfältige Ventile und Sensoren.
Das behandelte Abgas aus der Emissionsregelung 270 kann ganz oder teilweise über das Abgasrohr 235 in die Atmosphäre abgegeben werden. Das Fahrzeugsystem 200 beinhaltet ein System zur Abgasrückführung (AGR-System) 255 zum Leiten eines erwünschten Teil (je nach Betriebsbedingungen) des Abgases über einen AGR-Kanal 263 aus dem Abgaskanal 235 in den Ansaugkrümmer 244. Die bereitgestellte AGR-Menge kann durch die Steuerung 212 durch Einstellen eines AGR-Ventils 265 in dem AGR-Kanal 263 variiert werden. Durch Einleiten von Abgas in den Motor 210 wird die Menge an verfügbarem Sauerstoff für die Verbrennung verringert, wodurch zum Beispiel die Temperaturen der Verbrennungsflamme gesenkt werden und die Bildung von NO_x reduziert wird.
Ein Kraftstoffsystem 218 kann einen Kraftstofftank 220 beinhalten, der an ein Kraftstoffpumpensystem 221 gekoppelt ist. Das Kraftstoffpumpensystem 221 kann eine oder mehrere Pumpen zum Druckbeaufschlagen von Kraftstoff beinhalten, der den Einspritzungen des Motors 210, wie etwa der beispielhaften Einspritzung 266, zugeführt wird. Während nur eine einzelne Einspritzdüse 266 gezeigt ist, sind zusätzliche Einspritzdüsen für jeden Zylinder vorgesehen. Es versteht sich, dass es sich bei dem Kraftstoffsystem 218 um ein rücklauffreies Kraftstoffsystem, ein Kraftstoffsystem mit Rücklauf oder verschiedene andere Arten von Kraftstoffsystemen handeln kann.
Der Kraftstofftank 220 kann eine Vielzahl von Kraftstoffgemischen aufnehmen, einschlielßlich Kraftstoff mit einer Reihe von Alkoholkonzentrationen, wie etwa verschiedene Benzin-Ethanol-Gemische, die E10, E85, Benzin usw. und Kombinationen davon beinhalten. Ein Füllstandsensor 234, der sich in dem Kraftstofftank 220 befindet, kann der Steuerung 212 eine Angabe des Füllstands („Füllstandseingabe“) bereitstellen. Wie abgebildet, kann der Füllstandsensor 234 einen Schwimmer umfassen, der mit einem Regelwiderstand verbunden ist. Alternativ können andere Arten von Füllstandsensoren verwendet werden.
Das Verdunstungsemissionssteuersystem (EVAP) 251 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Kraftstoffdampfkanister 222 (auch als Kanister 222 bezeichnet), die mit einem geeigneten Adsorbtionsmittel gefüllt sind. Die Kanister sind dazu konfiguriert, Kraftstoffdämpfe (einschlielßlich verdampfter Kohlenwasserstoffe) während Vorgängen zur Kraftstofftankbefüllung und „Betriebsverluste“ (das heißt während des Fahrzeugbetriebs verdampften Kraftstoff) vorübergehend einzuschliei en. In einem Beispiel ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle. Dämpfe, die im Kraftstoffsystem 218 erzeugt werden, können über eine Dampfrückgewinnungsleitung 231 an das Verdunstungsemissionssteuersystem 251 geleitet werden. Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstoffdampfkanister 222 gespeichert sind, können zu einem späteren Zeitpunkt zu dem Motoreinlass 223 gespült werden. Die Dampfrückgewinnungsleitung 231 kann über eine oder mehrere Leitungen mit dem Kraftstofftank 220 gekoppelt sein und kann ein oder mehrere Ventile zum Absperren des Kraftstofftanks bei bestimmten Bedingungen beinhalten. Das Verdunstungsemissionssteuersystem 251 kann ferner einen Kanisterbelüftungsweg oder eine Entlüftungsleitung 227 beinhalten, der bzw. die Gase aus dem Kanister 222 heraus in die Atmosphäre leiten kann.
Die Entlüftungsleitung 227 kann ermöglichen, dass Frischluft in den Kanister 222 gesaugt wird, wenn gespeicherte Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister 222 über eine Spülleitung 228 und ein Kanisterspülventil 261 zu dem Motoreinlass 223 gespült werden (ebenfalls als Spülventil 261 bezeichnet). Zum Beispiel kann das Spülventil 261 normalerweise geschlossen sein, aber bei bestimmten Bedingungen geöffnet werden, sodass der Unterdruck von dem Motoransaugkrümmer 244 auf den Kraftstoffdampfkanister 222 zum Spülen aufgebracht wird.
In einigen Beispielen kann der Strom von Luft zwischen dem Kanister 222 und der Atmosphäre durch ein Kanisterentlüftungsventil 299 reguliert werden (ebenfalls hierin als Kanisterentlüftungselektromagnet, CVS 299 bezeichnet), das innerhalb der Entlüftungsleitung 227 gekoppelt ist. Ein Kraftstofftankabsperrventil (FTIV) 252 kann zwischen dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffdampfkanister in der Leitung 278 positioniert sein. Das FTIV 252 kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein, das im geöffneten Zustand das Entlüften von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank 220 in den Kanister 222 ermöglicht. Kraftstoffdämpfe können im Kanister 222 gespeichert werden, und Luft, die von Kraftstoffdämpfen befreit ist, kann dann über die Entlüftungsleitung 227 in die Atmosphäre entlüftet werden. In dem Kraftstoffdampfkanister 222 gespeicherte Kraftstoffdämpfe können über ein Kanisterspülventil 261 zu einem späteren Zeitpunkt zu dem Motoreinlass 223 entlang der Spülleitung 228 gespült werden, wenn Spülbedingungen bestehen. Als solches kann das FTIV 252 im geschlossenen Zustand den Kraftstofftank 220 vom Verdunstungsemissionssystem 251 isolieren und abdichten. Es wird angemerkt, dass bestimmte Fahrzeugsysteme das FTIV 252 möglicherweise nicht beinhalten.
In einigen Beispielen kann die Rückgewinnungsleitung 231 an ein Kraftstoffeinfüllsystem 219 (oder ein Betankungssystem 219) gekoppelt sein. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffeinfüllsystem einen Tankdeckel 205 zum Abdichten des Kraftstoffeinfüllsystems gegenüber der Atmosphäre beinhalten. Das Betankungssystem 219 ist über ein Kraftstoffeinfüllrohr oder einen Kraftstoffeinfüllstutzen 211 mit dem Kraftstofftank 220 gekoppelt. Ferner kann das Betankungssystem 219 eine Betankungsverriegelung 245 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei der Betankungsverriegelung 245 um einen Tankdeckelverriegelungsmechanismus handeln.
Das Kraftstoffsystem 218 kann durch die Steuerung 212 durch selektive Einstellung der unterschiedlichen Ventile und Magnetspulen in einer Vielzahl von Modi betrieben werden. Zum Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Kraftstoffdampfspeichermodus betrieben werden (z. B. während eines Vorgangs zur Kraftstofftankauftankung und bei nicht laufendem Motor), wobei die Steuerung 212 das FTIV 252 öffnen kann, während sie das Kanisterspülventil (CPV) 261 schliel t, um Auftankdämpfe in den Kanister 222 zu leiten, bevor Luft zu der Atmosphäre entlüftet wird.
Als ein weiteres Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Betankungsmodus betrieben werden (z. B. wenn eine Betankung des Kraftstofftanks durch einen Fahrzeugführer angefragt wird), wobei die Steuerung 212 das FTIV 252 öffnen kann, während sie das Kanisterspülventil 261 geschlossen hält, um den Druck in dem Kraftstofftank herabzusetzen, bevor ermöglicht wird, dass Kraftstoff zugegeben wird. Daher kann das FTIV 252 während des Betankungsvorgangs offengehalten werden, damit Betankungsdämpfe im Kanister gespeichert werden können. Nachdem das Betanken abgeschlossen ist, kann das FTIV geschlossen werden.
Als noch ein anderes Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Kanisterspülmodus betrieben werden (z. B. nachdem eine Anspringtemperatur der Emissionssteuervorrichtung erreicht worden ist und bei laufendem Motor), wobei die Steuerung 212 das Kanisterspülventil 261 öffnen kann, während sie das FTIV 252 schliel t. Hier kann das durch den Ansaugkrümmer des laufenden Motors erzeugte Vakuum dazu verwendet werden, Frischluft durch die Entlüftungsleitung 227 und durch den Kraftstoffdampfkanister 222 zu saugen, um die gespeicherten Kraftstoffdämpfe in den Ansaugkrümmer 244 zu spülen. In diesem Modus werden die aus dem Kanister gespülten Kraftstoffdämpfe im Motor verbrannt. Das Spülen kann opportunistisch durchgeführt werden, wie etwa wenn das Hybridfahrzeug in einem Motormodus betrieben wird, und/oder weitergeführt werden, bis die im Kanister gespeicherte Kraftstoffdampfmenge unter einem Schwellenwert liegt.
Als weiteres Beispiel kann eine Diagnoseroutine des EVAP-Systems ausgeführt werden, wenn die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, wie etwa wenn der Motor im Leerlauf läuft. Während einer Diagnoseroutine kann jeder des CPV 261 und CVS 299 geschlossen werden, während das FTIV 252 geöffnet werden kann. Da das Kraftstoffdampfsystem abgedichtet ist, kann sich der über den FTPT 291 geschätzte Druck in der Kraftstoffleitung ohne wesentliche Beeinträchtigung nicht wesentlich ändern. Wenn jedoch im CPV 261 eine Öffnung vorhanden ist, wie z. B. ein Leck aufgrund des Motorbetriebs, kann das Vakuum vom Motoransaugkrümmer über das CPV 261 auf das Kraftstoffdampfsystem übertragen werden. Wenn der Kraftstoffsystemdruck einen Vakuumschwellenwert (Unterdruckschwellenwert) erreicht, kann eine Beeinträchtigung des CPV 261 angezeigt werden.
Wenn während der Diagnoseroutine für das EVAP-System das CPV 261 aufgrund des im EVAP-System aufgebauten Vakuums in einer offenen Position feststeckt, kann der für die Diagnoseroutine geschlossene CVS 299 verkorkt sein, z. B. vakuumversiegelt. Das Vakuumabdichten des CVS 299 kann dazu führen, dass das CVS 299 in einer geschlossenen Position stecken bleibt und das CVS 299 nach Abschluss der Diagnoseroutine möglicherweise nicht geöffnet wird. Das Verkorken des CVS 299 kann zu einer Beeinträchtigung der Hardware führen, z. B. zu einer Beschädigung des Kraftstofftanks. Ferner kann das Schliel en des CVS 299 das Spülen des Kanisters behindern, was die Einhaltung der Emissionsvorschriften nachteilig beeinflussen kann.
Während die Diagnoseroutine ausgeführt wird, kann ein Schwellenwertdruck des Kraftstoffdampfsystems geschätzt werden und der CVS 299 kann geöffnet werden, wenn ein Druck des Kraftstoffdampfsystems auf den Schwellenwertdruck abfällt, unabhängig von einem Grad des Abschlusses der Diagnoseroutine. Durch rechtzeitiges Öffnen des CVS 299 kann das Verkorken des CVS 299 verhindert werden. Als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffsystemdruck auf den Schwellenwertdruck abfällt, kann auch eine Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems angezeigt werden (wie etwa ein Leck im CPV 261) und die Diagnoseroutine kann abgebrochen werden. Der Schwellenwertdruck des Kraftstoffdampfsystems kann auf Grundlage einer Übertragungsfunktion mit einem Kraftstoffsystemdampfraum als Eingabe und dem Schwellenwertdruck als Ausgabe geschätzt sein. Der Kraftstoffsystemdampfraum kann als eine Funktion von mindestens einem des Kraftstoffstands in dem Kraftstofftank, einer Kapazität des Kraftstofftanks und einem Volumen eines Kraftstoffdampfkanisters geschätzt sein. Die Übertragungsfunktion kann während einer Kalibrierungsstudie auf Grundlage eines ersten Drucks, der über einen dedizierten, temporären Drucksensor geschätzt ist, der an die Entlüftungsleitung während der Kalibrierungsstudie gekoppelt ist, und eines zweiten Drucks kalibriert sein, der über den Kraftstofftankdrucksensor geschätzt ist, wobei der erste Druck und der zweite Druck gleichzeitig geschätzt werden.
Die Steuerung 212 kann in dem Steuersystem 214 beinhaltet sein. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 214 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 216 (wofür in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Betätigungselementen 281 (wofür in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 216 den Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 224, einen Luftdrucksensor (barometric pressure - BP-Sensor) 246, einen Abgassensor 226, der sich in dem Abgaskrümmer 248 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung befindet, einen Temperatursensor 233, einen Kraftstofftankdrucksensor 291 (ebenfalls als Kraftstofftankdruckwandler oder FTPT bezeichnet) und einen Kanistertemperatursensor 232 beinhalten.
Andere Sensoren, wie etwa Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Orte im Fahrzeugsystem 200 gekoppelt sein. Als weiteres Beispiel können die Betätigungselemente ein CPV 261, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 266, eine Drossel 262, das FTIV 252, eine Kraftstoffpumpe 221 und die Betankungsverriegelung 245 beinhalten. Das Steuersystem 214 kann eine Steuerung 212 beinhalten. Die Steuerung kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Betätigungselemente als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes, die/der einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen werden hierin in Bezug auf die 3, 4 und 5 beschrieben.
Die Steuerung 212 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 2 und setzt die verschiedenen Betätigungselemente aus 2 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann das Einstellen des Kanisterspülventils das Einstellen eines Betätigungselements des Kanisterspülventils beinhalten, um eine Durchflussrate von Kraftstoffdämpfen durch diese einzustellen. Als solches kann die Steuerung 212 ein Signal an das Betätigungselement (z. B. den Kanisterspülventilelektromagneten) des Kanisterspülventils auf Grundlage einer gewünschten Spülströmungsrate übertragen. Dementsprechend kann der Kanisterspülventilelektromagnet bei einem bestimmten Arbeitszyklus geöffnet (und gepulst) werden, um einen Fluss gelagerter Dämpfe vom Kanister 222 zum Ansaugkrümmer 244 über die Spülleitung 228 zu ermöglichen.
Leckdetektionsroutinen können intermittierend durch die Steuerung 212 am Verdunstungsemissionssystem 251 und am Kraftstoffsystem 218 durchgeführt werden, um zu bestätigen, dass das Kraftstoffsystem nicht beeinträchtigt ist. In einem Beispiel können Leckdetektionsroutinen durchgeführt werden, während der Motor läuft, indem eine Vakuumpumpe betrieben wird und/oder das Vakuum des Motoransaugkrümmers verwendet wird.
Auf diese Weise stellt das System der 1 und 2 ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden Speicher gespeichert sind, um Folgendes durchzuführen: Einleiten einer Diagnoseroutine für ein Kraftstoffdampfsystem, durch Schliel en jedes eines Kanisterspülventils (CPV), das einen Kanister an einen Motoransaugkrümmer koppelt, eines Kanisterentlüftungsventils (CVS), das den Kanister an die Atmosphäre koppelt, und Öffnen eines Absperrventils, das den Kanister an einen Kraftstofftank koppelt, Überwachen des Kraftstoffsystemdrucks über einen Kraftstofftankdrucksensor (FTPT), der in einer Kraftstoffleitung untergebracht ist, die den Kraftstofftank an den Kanister koppelt, Schätzen eines Kraftstoffsystemdampfraums auf Grundlage eines geschätzten Kraftstoffstands im Kraftstofftank, Schätzen eines ersten Schwellenwertkraftstoffsystemdrucks auf Grundlage des geschätzten Kraftstoffsystemdampfraums und als Reaktion darauf, dass sich der Kraftstoffsystemdruck auf den ersten Kraftstoffsystemdruckschwellenwert verringert, Öffnen des CVS und Angeben einer Beeinträchtigung des CPV.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Überwachen und Sperren der Vakuumdichtung eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS) eines Verdunstungsemissionssteuersystems (EVAP), das an ein Hybridfahrzeug gekoppelt ist. In einem Beispiel kann das EVAP-System das EVAP-System 251 in 2 sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motorbetätigungselemente des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäl den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Das Verfahren beginnt mit 301 und beinhaltet das Schätzen und/oder das Messen von Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und/oder -last, Motortemperatur, Abgastemperatur, Gasdrücke, Luftmassenstrom usw. beinhalten. Der Fahrzeugort kann auf Grundlage von Eingaben von einem fahrzeuginternen Navigationssystem und/oder von einem externen Server bestimmt werden. Ferner können Umgebungsbedingungen, wie etwa die Temperatur, der Druck und die Feuchtigkeit der Umgebung, geschätzt werden.
Bei 302 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose des EVAP-Systems erfüllt sind. Die Diagnose des EVAP-Systems kann durchgeführt werden, wenn keine Spülung des Kanisters des EVAP-Systems durchgeführt wird.
Zum Beispiel können Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose des EVAP-Systems den Motorbetrieb bei einer Schwellenwertdrehzahl wie etwa einer Leerlaufdrehzahl beinhalten. Während des Motorbetriebs bei der Schwellenwertdrehzahl verursacht die Motordrehung einen Unterdruck im Motoransaugkrümmer. Als weiteres Beispiel können Eintrittsbedingungen für die EVAP-Systemdiagnose eine Temperatur einer oder mehrerer Kraftstoffsystemkomponenten in einem vorbestimmten Temperaturbereich beinhalten. Zum Beispiel können Temperaturen, die über einem Schwellenwert liegen, die Genauigkeit der Leckdetektion verringern. Die Eintrittsbedingungen können darauf beruhen, ob Hilfskomponenten, zum Beispiel Klimaanlagen, Wärme oder andere Prozesse, mehr als eine Schwellenwertmenge an gespeicherter Energie verbrauchen.
Als ein weiteres Beispiel können Bedingungen zum Durchführen einer Diagnose des EVAP-Systems eine Zeit beinhalten, die seit einer vorherigen Diagnoseroutine verstrichen ist. Zum Beispiel kann die Diagnose nach einem festgelegten Zeitplan durchgeführt werden, zum Beispiel kann die Diagnoseroutine durchgeführt werden, nachdem ein Fahrzeug seit einer vorherigen Diagnose eine bestimmte Anzahl von Kilometern zurückgelegt hat oder nachdem eine bestimmte Dauer seit einer vorherigen Diagnose vergangen ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Bedingungen für die Durchführung der EVAP-Systemdiagnose nicht erfüllt sind, kann bei 304 der aktuelle Motorbetrieb ohne Beginn der EVAP-Systemdiagnoseroutine fortgesetzt werden.
Wenn festgestellt wird, dass die Bedingungen für die Durchführung der EVAP-Systemdiagnose erfüllt sind, kann bei 306 die EVAP-Systemdiagnose durch Schliel en eines Kanisterspülventils (wie etwa CPV 261 in 2) eingeleitet werden, das in der Spülleitung (wie etwa Spülleitung 228 aus 2) untergebracht ist, die einen Kraftstoffdampfkanister (wie etwa den Kanister 222 aus 2) des EVAP-Systems an den Motorverteiler und einen Kanisterentlüftungselektromagneten (wie etwa CVS 299 in 2) koppelt, der an eine Entlüftungsleitung (wie etwa Entlüftungsleitung 227 in 2) des EVAP-Systems gekoppelt ist. Die Steuerung kann Signale an die Betätigungselemente jedes CPV und des CVS senden, um die jeweiligen Ventile in ihre geschlossene Position zu befehlen. Ein Kraftstofftankabsperrventil (wie etwa FTIV 252), das zwischen dem Kraftstofftank (wie etwa dem Kraftstofftank 220 in 2) und dem Kraftstoffdampfkanister angeordnet ist, kann geöffnet werden. Die Steuerung kann ein Signal an das Betätigungselement des FTIV senden, um das FTIV in eine geöffnete Position zu betätigen. Die EVAP-Systemdiagnoseroutine kann für eine vorbestimmte Dauer ausgeführt werden, und ein Zeitgeber kann eingestellt werden, um die Dauer der Routine aufzuzeichnen.
Bei 308 kann ein Kraftstoffsystemdruck über einen Kraftstoffdrucksensor (wie etwa FTPT 291 in 2) überwacht werden, der über die vorbestimmte Dauer der Routine an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist. Aufgrund des Schliel ens von CPV und CVS und des Öffnens des FTIV können das EVAP-System und das Kraftstoffsystem (auch als Kraftstoffdampfsystem bezeichnet) vom Motor und auch von der Atmosphäre isoliert sein. Aufgrund der Isolierung des Kraftstoffdampfsystems kann sich der vom FTPT überwachte Druck nicht wesentlich ändern, wie etwa nicht über 5 % seines Anfangswertes (zu Beginn der Routine) über den Zeitraum der Routine ändern.
Wenn das CPV jedoch zumindest teilweise geöffnet ist (wie etwa aufgrund eines Lecks), kann das EVAP-System mit dem Motoransaugkrümmer fluidisch verbunden sein, während es von der Atmosphäre isoliert ist (CVS geschlossen). Der Motorbetrieb kann dazu führen, dass das EVAP-System entleert wird, da die Luft aus dem EVAP-System möglicherweise zum Motoransaugkrümmer gesaugt wird. Das Vakuum (Unterdruck) vom Motoransaugkrümmer kann auf das EVAP-System übertragen werden, und der Druckabfall kann über den FTPT überwacht werden.
Ein hohes Vakuum, das am EVAP-System erzeugt wird, kann dazu führen, dass das CVS verkorkt (vakuumversiegelt) wird. Um die Vakuumversiegelung des CVS zu verhindern, muss das CVS geöffnet werden, wenn der Druck am CVS auf einen Schwellenwertdruck abfällt. Der über das FTIV geschätzte Kraftstoffsystemdruck liefert eine Schätzung des Drucks am Kraftstofftank. Der Kraftstofftankdruck kann jedoch vom tatsächlichen Druck am CVS abweichen, und es ist nicht möglich, den Kraftstofftankdruck mit dem Druck am CVS gleichzusetzen. Zum Beispiel ist bei Vorhandensein eines CVS-Lecks der Druck am CVS niedriger als der vom FTPT geschätzte Kraftstoffsystemdruck. Um ein rechtzeitiges Öffnen des CVS sicherzustellen, kann die Planung der CVS-Öffnung daher nicht ausschlielßlich auf Grundlage eines geschätzten Kraftstoffsystemdrucks durchgeführt werden. In Abwesenheit eines bestimmten Drucksensors am CVS kann ein Druck am CVS modelliert werden, der dem FTPT entspricht.
Bei 310 kann ein Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks (Th_p) zum Öffnen des CVS während der Diagnose bestimmt werden. Thp kann einem Kraftstoffsystemdruck entsprechen, unter dem der CVS verkorkt sein kann und möglicherweise nicht wie gewünscht in eine offene Position betätigt wird. Die Grölße von Thp kann niedriger sein als die des tatsächlichen Drucks am CVS. Daher kann durch Öffnen des CVS bei Thp sichergestellt werden, dass der CVS nicht verkorkt ist. Die Bestimmung des Schwellenwerts des Kraftstoffsystemdrucks (Th_p) wird unter Bezugnahme auf 4 ausgearbeitet.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 ein Schwellenwertdruckkraftstoffsystem (Th_p) zum Abschätzen, wie über einen Kraftstoffsystemdrucksensor (wie etwa FTPT 291 in 2) geschätzt, unterhalb dem das CVS in einer geschlossenen Position festgesteckt sein kann. Bei 402 kann ein Kraftstoffstand in dem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems über einen Kraftstoffstandsensor (wie etwa den Sensor 234 in 2) geschätzt werden, der sich in dem Kraftstofftank befindet.
Bei 404 kann ein Kraftstoffsystemdampfraum des EVAP-Systems geschätzt werden. Der Dampfraum kann das Volumen des EVAP-Systems einschlielßlich des Kraftstofftanks sein, der mit Kraftstoffdampf (wie etwa über flüssigem Kraftstoff) gefüllt ist. Der Dampfraum kann in Abhängigkeit vom geschätzten Kraftstoffstand im Kraftstofftank, der Gesamtkapazität des Kraftstofftanks (in Litern), der Kapazität des Kraftstofftanks, der mit Kraftstoff gefüllt werden kann (füllbare oder angekündigte Kraftstofftankkapazität), und des Volumens des Kraftstoffdampfkanisters geschätzt werden. Die angegebene Kraftstofftankkapazität kann niedriger sein als die Gesamtkapazität des Kraftstofftanks. Zum Beispiel kann der Dampfraum auf Grundlage von Gleichung 1 geschätzt werden. $V S = F V - (F L I \times F C) + C V$
Dabei ist VS der Dampfraum, FV die Gesamtkapazität des Kraftstofftanks, FLI der Kraftstoffstand im Kraftstofftank, FC die angegebene Kraftstofftankkapazität und CV das Volumen des Kraftstoffdampfkanisters.
Bei 406 kann eine Übertragungsfunktion aus dem Steuerungsspeicher zur Bestimmung eines Schwellenwerts des Kraftstoffsystemdrucks abgerufen werden. Zum Beispiel kann eine Untersuchung des EVAP-Systemdrucks in der Fertigungsanlage durchgeführt werden, um die Übertragungsfunktion zu kalibrieren. In der Studie kann ein zusätzlicher Drucksensor an die Entlüftungsleitung des EVAP-Systems in der Nähe des CVS gekoppelt sein. Bei mehreren Kraftstoffständen im Kraftstofftank (jeder Kraftstoffstand entspricht einem Dampfraum) und bei einer anderen Vielzahl von Öffnungen (Simulation eines Lecks) im CPV kann der Kraftstoffsystemdruck über den FTPT geschätzt werden und der entsprechende Entlüftungsleitungsdruck kann über den zusätzlichen Drucksensor geschätzt werden. Die Übertragungsfunktion wird auf Grundlage des geschätzten Entlüftungsleitungsdrucks gefüllt, der dem gemessenen Kraftstoffsystemdruck und dem Dampfraum entspricht. Daher kann für einen bestimmten Dampfraum ein Entlüftungsleitungsdruck aus einem erfassten Kraftstoffsystemdruck bestimmt werden. In einem Beispiel kann der vom FTPT geschätzte Kraftstoffsystemdruck durch den Dampfraum des Kraftstofftanks gepuffert werden, wodurch das Vakuumniveau an der Position des FTPT niedriger ist als das am CPV zum gleichen Zeitpunkt gemessene Vakuumniveau. Nach der Kalibrierung kann die Übertragungsfunktion in Form einer Look-up-Tabelle im Steuerungsspeicher gespeichert werden.
Bei 408 kann der Dampfraum des Kraftstoffsystems als Eingabe in die Übertragungsfunktion verwendet werden, um den Schwellenwertkraftstoffsystemdruck (Th_p) zu bestimmen. Als ein Beispiel kann der Dampfraum als Eingabe für die Übertragungsfunktion verwendet werden und der Thp kann die Ausgabe sein. Thp kann der über den FTPT geschätzte Kraftstoffsystemdruck sein, der einem Entlüftungsleitungsdruck entspricht, bei dem das CVS verkorkt sein kann.
In einem Beispiel kann bei einem Kraftstoffstand von 15 % im Kraftstofftank und wenn das CPV vollständig geöffnet ist, wenn der FTPT einen Druck von -15,6 inH₂O misst, der Druck am CVS (Entlüftungsleitung) -19,3 inH₂O betragen. Wenn zum Beispiel der Druck, bei dem der CVS verkorkt -18 inH₂O beträgt, selbst wenn der FTPT einen höheren Druck als - 18 inH₂O misst, wäre der tatsächliche Druck am CVS niedriger gewesen, was den CVS dazu veranlasst, vakuumversiegelt zu werden. Die Differenz zwischen dem Kraftstoffsystemdruck (FTPT-Ausgang) und dem Druck bei dem CVS (Entlüftungsleitungsdruck) ist möglicherweise nicht konstant. Daher kann unter Berücksichtigung des Dampfraums und unter Verwendung einer vorkalibrierten Übertragungsfunktion der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck (Th_p), bei dem der CVS geöffnet werden kann, um ein Verkorken zu verhindern, genau geschätzt werden.
6 zeigt eine grafische Darstellung 600 der Übertragungsfunktion, die zum Schätzen des Schwellenwerts des Kraftstoffsystemdrucks (Th_p) verwendet wird. Die x-Achse bezeichnet das Systemdampfvolumen (in Litern) und die y-Achse bezeichnet den Kraftstoffsystemdruck, wie etwa den Ausgang des FTPT-Sensors, über dem das CVS geschlossen verkorkt werden kann (der Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks). Das Systemdampfvolumen kann das Volumen des Kraftstoffdampfsystems sein, das mit Kraftstoffdampf und nicht mit flüssigem Kraftstoff besetzt ist. Wie aus dem Diagramm 602 ersichtlich ist, nimmt der Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks (Th_p) mit zunehmendem Systemdampfvolumen ab (Erhöhung des Vakuumniveaus).
Zurück zu 3 beinhaltet die Routine im Verlauf der EVAP-Systemdiagnoseroutine bei 312 das Bestimmen, ob der vom FTPT geschätzte Kraftstoffsystemdruck niedriger oder gleich dem bestimmten Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks (Th_p) ist. Wenn der Kraftstoffsystemdruck auf den Thp abfällt, kann gefolgert werden, dass der Druck bei CVS weiter unter Thp gesunken ist. In einem Beispiel kann, wenn der Druck in dem Kraftstofftank (über FTPT geschätzt) -15,6 inH₂O ist, der Druck an dem CVS -19,3 inH₂O sein. Der Druck von -15,6 inH₂O kann nicht veranlasst haben, dass der CVS verkorkt, jedoch aufgrund dessen, dass der tatsächliche Druck am CVS niedriger ist (-19,3 inH₂O), kann der CVS verkorkt sein.
Wenn festgestellt wird, dass der Kraftstoffsystemdruck bei 314 niedriger oder gleich dem ermittelten Schwellenwertkraftstoffsystemdruck (Th_p) ist, kann der CVS unabhängig vom Abschluss der EVAP-Systemdiagnose geöffnet werden. Die Steuerung kann ein Signal an das Betätigungselement des CVS senden, um den CVS in eine geöffnete Position zu betätigen. Auf diese Weise kann durch rechtzeitiges Öffnen des CVS eine Vakuumversiegelung des CVS verhindert und die Robustheit des EVAP-Systems aufrechterhalten werden.
Sobald das CVS geöffnet ist, kann die Steuerung bei 316 ein Signal an das Betätigungselement des CPV senden, um das CPV in eine offene Position und das FTIV in eine geschlossene Position zu befehlen. Sobald das CPV und der CVS geöffnet wurden, kann die EVAP-Systemdiagnose abgebrochen werden.
Wenn festgestellt wird, dass der Kraftstoffsystemdruck höher als der ermittelte Kraftstoffsystemschwellenwertdruck (Th_p) ist, kann gefolgert werden, dass der Druck am CVS nicht niedrig genug ist, um den CVS zu verkorken, und die EVAP-Systemdiagnose kann wie geplant fortgesetzt werden. Bei 318 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob seit Beginn der EVAP-Diagnoseroutine eine Schwellenwertdauer verstrichen ist. Die Schwellenwertdauer kann der vorbestimmten Dauer der Routine entsprechen, die auf Grundlage der Zeit kalibriert werden kann, die benötigt wird, um Luft bei Vorhandensein einer Beeinträchtigung aus dem EVAP-System zu entfernen. Wenn festgestellt wird, dass die Schwellenwertdauer seit Beginn der EVAP-Diagnoseroutine nicht abgelaufen ist, kann die EVAP-Systemdiagnose bei 320 fortgesetzt werden.
Wenn festgestellt wird, dass die Schwellenwertdauer seit Beginn der EVAP-Diagnoseroutine abgelaufen ist, kann gefolgert werden, dass die Diagnose für die vorgegebene Dauer durchgeführt wurde. Bei 322 beinhaltet die Routine das Bestimmen, ob der über den FTPT geschätzte Kraftstoffsystemdruck niedriger als ein Unterdruckschwellenwert ist. Der Unterdruckschwellenwert kann auf Grundlage einer Übertragung des Unterdrucks vom Motoransaugkrümmer zum EVAP-System aufgrund einer Öffnung des CPV vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann der Unterdruckschwellenwert höher sein als der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck (Th_p). Wenn aufgrund einer Öffnung des CPV Luft aus dem EVAP-System über das undichte CPV zum Motoransaugkrümmer übertragen wird, kann der Druck im EVAP-System auf den Unterdruckschwellenwert abfallen.
Wenn festgestellt wird, dass der Kraftstoffsystemdruck nicht unter dem Unterdruckschwellenwert liegt, kann gefolgert werden, dass das EVAP-System nicht beeinträchtigt ist und das CPV kein Leck aufweist. Die EVAP-Systemdiagnose kann abgeschlossen werden und die Routine kann mit Schritt 330 fortfahren, in dem das CPV und der CVS an ihre jeweiligen offenen Positionen befohlen werden können und das FTIV geschlossen werden kann, wodurch das EVAP-System entsiegelt wird.
Wenn festgestellt wird, dass der Kraftstoffsystemdruck unter dem Unterdruckschwellenwert liegt, kann gefolgert werden, dass das EVAP-System beeinträchtigt ist und das CPV ein Leck aufweisen könnte. Bei 326 kann eine Markierung gesetzt werden, die eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems angibt, wie etwa ein Leck im CPV. Der Grad der Beeinträchtigung (Gröl e des Lecks) des CPV kann aus dem endgültigen Kraftstoffsystemdruck am Ende der Diagnoseroutine oder der Zeit bis zum Erreichen des Unterdruckschwellenwerts ab dem Beginn der Diagnoseroutine geschätzt werden. Zum Beispiel kann die Grölße des Lecks im CPV höher sein, wenn der Druck am Ende der Diagnoseroutine niedriger ist oder die Zeit zum Erreichen des Unterdruckschwellenwerts niedriger ist.
Wenn bei 312 festgestellt wird, dass der Kraftstoffsystemdruck niedriger oder gleich dem Schwellenwertkraftstoffsystemdruck ist, kann auch gefolgert werden, dass das CPV zumindest teilweise offen ist, wodurch am EVAP-System ein Vakuum erzeugt wird. Daher kann die Routine von Schritt 316 zu Schritt 326 übergehen, um eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems anzuzeigen, selbst wenn die vorbestimmte Dauer der Diagnoseroutine nicht abgelaufen ist.
Bei Angabe einer Beeinträchtigung des EVAP-Systems können bei 328 die Fahrzeugbetriebsbedingungen angepasst werden. In einem Beispiel kann ein Kanisterspülplan auf Grundlage der Angabe von unerwünschten Verdunstungsemissionen aktualisiert werden. Ferner kann ein Testplan für Verdunstungsemissionen aktualisiert werden, als Ergebnis der Angabe, dass das CPV beeinträchtigt ist. Zum Beispiel können zukünftige Emissionstests verzögert werden, bis angegeben wird, dass das CPV, das beeinträchtigt ist, bewertet wurde. Ferner kann eingeplant werden, dass Kanisterspülvorgänge häufiger vorgenommen werden, sodass Dämpfe in dem Kraftstoffsystem und/oder dem Verdunstungsemissionssystem zur Verbrennung zu dem Motoreinlass gespült werden können und nicht in die Atmosphäre freigesetzt werden. In einem weiteren Beispiel kann aufgrund der Anzeige, dass das CPV beeinträchtigt ist, geplant werden, dass das Fahrzeug, wann immer möglich, in einem elektrischen Modus betrieben wird, um das Vakuum des Kraftstofftanks zu begrenzen, das sich während des Einschaltens des Motors als Ergebnis des beeinträchtigten CPV entwickeln kann. Bei 330 können der CVS und das CPV in ihre jeweiligen offenen Positionen betätigt werden, um das Kraftstoffdampfsystem zu entsiegeln. Das FTIV kann in die standardmäi ig geschlossene Position betätigt werden.
Auf diese Weise kann das Kraftstoffdampfsystem, wenn Bedingungen für die Durchführung einer Diagnoseroutine für ein Kraftstoffdampfsystem erfüllt sind, durch Schliel en eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS) und eines Kanisterspülventils (CPV) abgedichtet werden, um eine Diagnoseroutine für eine Schwellenwertdauer einzuleiten, kann ein Kraftstoffsystemdruck über einen Kraftstofftankdrucksensor überwacht werden, und als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffsystemdruck einen Schwellenwertkraftstoffsystemdruck erreicht, kann der CVS unabhängig von einem Grad des Ablaufens der Schwellenwertdauer geöffnet werden, wobei der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck auf einem geschätzten Kraftstoffstand in einem Kraftstofftank beruht.
5 zeigt eine beispielhafte Betriebsabfolge 500, die Überwachungsventilpositionen während einer Diagnoseroutine des EVAP-Systems (wie das EVAP-System 251 in 2) veranschaulicht. Die Diagnoseroutine beinhaltet das Abdichten des EVAP-Systems und das Überwachen einer Druckänderung im Kraftstoffdampfsystem. Die waagerechte (x-Achse) kennzeichnet die Zeit und die senkrechten Markierungen t1-t2 kennzeichnen wichtige Zeitpunkte in der Diagnose des EVAP-Systems.
Der erste Verlauf, Linie 502, zeigt eine Veränderung der Motordrehzahl (Ne), die über einen Kurbelwellenpositionssensor geschätzt wird, im Zeitverlauf. Die gestrichelte Linie 503 bezeichnet die Leerlaufdrehzahl des Motors. Der zweite Verlauf, Linie 504, zeigt eine Position des Kanisterspülventils (wie etwa CPV 261 in 2), das an eine Spülleitung des EVAP-Systems gekoppelt ist. Der dritte Verlauf, Linie 506, zeigt eine Position des Kanisterventilelektromagneten (wie etwa CVS 299 in 2), der an eine Entlüftungsleitung des EVAP-Systems gekoppelt ist. Der vierte Verlauf, Linie 508, zeigt eine Position eines Kraftstofftankabsperrventils (wie zum Beispiel des FTIV 252 in 2), das an eine Kraftstoffdampfleitung des EVAP-Systems gekoppelt ist. Der fünfte Verlauf, Linie 510, zeigt eine Änderung des Kraftstoffsystemdrucks, wie sie über einen Kraftstoffsystemdrucksensor (wie etwa FTPT 291 in 2) im Verlauf der Diagnoseroutine geschätzt wird. Die gestrichelte Linie 515 bezeichnet einen ersten Schwellenwertdruck, unter dem bestimmt wird, dass das EVAP-System beeinträchtigt ist. Der erste Schwellenwert ist auf Grundlage einer Übertragung des Unterdrucks vom Motoransaugkrümmer zum EVAP-System aufgrund einer Öffnung des CPV vorkalibriert. Die gestrichelte Linie 516 bezeichnet einen zweiten Schwellenwertdruck, bei dem das CVS in eine offene Position betätigt werden soll, selbst wenn die Diagnoseroutine nicht abgeschlossen ist. Der Schwellenwertdruck ist auf Grundlage einer abgeleiteten Übertragungsfunktion mit einem Systemdampfraum als Eingabe und dem zweiten Schwellenwertdruck als Ausgabe geschätzt. Der sechste Verlauf, Linie 518, bezeichnet eine Markierung (wie etwa einen Diagnosecode), die eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems anzeigt, wie etwa ein Leck im CPV.
Vor dem Zeitpunkt t1 wird der Motor aus dem Ruhezustand gestartet und die Motordrehzahl steigt allmählich auf die Leerlaufdrehzahl 503 an. Das CPV und der CVS können sich in offenen Positionen befinden, während sich das FTIV in einer geschlossenen Position befinden kann. Die Markierung bleibt im ausgeschalteten Zustand, da eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems noch nicht festgestellt wurde.
Zum Zeitpunkt t1 wird die Diagnose des EVAP-Systems durch Abdichten des Kraftstoffdampfsystems eingeleitet. Die vorbestimmte Dauer der Diagnoseroutine kann vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 sein, und um das Kraftstoffdampfsystem abzudichten, werden jedes des CPV und des CVS von der Steuerung in ihre jeweilige geschlossene Position befohlen, während das FTIV offen befohlen wird. Durch die Abdichtung des EVAP-Systems stabilisiert sich der an der Kraftstoffleitung geschätzte Druck und bleibt im Verlauf der Diagnoseroutine deutlich unverändert. Der unveränderte Druck bedeutet, dass die Leitungen oder Ventile des EVAP-Systems nicht lecken und die Luft aus dem EVAP-System nicht zum Motorkrümmer oder zur Atmosphäre geleitet wird.
Zum Zeitpunkt t2 wird nach Abschluss des Zeitraums für die Diagnoseroutine, auf Grundlage davon, dass der Kraftstoffsystemdruck höher als jeder des ersten Schwellenwertdrucks 515 und des zweiten Schwellenwertdrucks 516 ist, gefolgert, dass das EVAP-System nicht beeinträchtigt ist, und die Markierung wird im ausgeschalteten Zustand gehalten. Zum Zeitpunkt t2 werden nach Abschluss der Diagnoseroutine das CPV und das CVS als offen befohlen, das FTIV als geschlossen befohlen und der Motorbetrieb fortgesetzt.
Wenn jedoch zum Beispiel im Verlauf der Diagnoseroutine, wie durch die gestrichelte Linie 512 gezeigt, beobachtet wird, dass der geschätzte Kraftstoffsystemdruck auf den ersten Schwellenwertdruck abfällt, wird gefolgert, dass eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems vorliegt. Aufgrund der Beeinträchtigung (z. B. eines Lecks) wird Luft aus dem EVAP-System vom sich drehenden Motor angesaugt, wodurch der Druck im EVAP-System auf den ersten Schwellenwert sinkt. Dementsprechend wird die Markierung eingeschaltet (wie durch die gestrichelte Linie 519 gezeigt) und ein Diagnosecode wird gesetzt, der die Beeinträchtigung anzeigt.
Als weiteres Beispiel, wenn während des Ablaufens der Diagnoseroutine, wie durch die gestrichelte Linie 514 gezeigt, beobachtet wird, dass sich der geschätzte Kraftstoffsystemdruck auf den zweiten Schwellenwertdruck reduziert, wird der CVS umgehend in eine offenen Position befohlen (vor dem Abschliel en der Routine zu Zeitpunkt t2). Durch rechtzeitiges Öffnen des CVS wird eine Vakuumversiegelung des CVS verhindert. Ferner bedeutet eine Verringerung des Kraftstoffsystemdrucks auf den zweiten Schwellenwertdruck, der niedriger als der erste Schwellendruck ist, dass eine Beeinträchtigung des EVAP-Systems vorliegt. Als Reaktion wird die Markierung eingeschaltet (wie durch die gestrichelte Linie 519 gezeigt) und ein Diagnosecode würde gesetzt, der die Beeinträchtigung angibt.
Auf diese Weise kann selbst ohne einen dedizierten Drucksensor an der Entlüftungsleitung eines EVAP-Systems eine Übertragungsfunktion abgeleitet und verwendet werden, um einen Schwellenwertkraftstoffsystemdruck zu bestimmen, bei dem der CVS opportunistisch geöffnet werden kann, um ein Verkorken des CVS bei erhöhtem Vakuum zu verhindern.
In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für einen Motor Folgendes: während des Schliel ens eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS), der an eine Entlüftungsleitung eines Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist, Schätzen eines Schwellenwertdrucks des Kraftstoffdampfsystems auf Grundlage eines Kraftstoffstands in einem Kraftstofftank und Öffnen des CVS als Reaktion auf einen Druck des Kraftstoffdampfsystems, der auf den Schwellenwertdruck abfällt. In dem vorhergehenden Beispiel wird der CVS zusätzlich oder wahlweise während einer Diagnoseroutine des Kraftstoffdampfsystems geschlossen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele zusätzlich oder wahlweise, während eines Betriebs des Motors bei einer Leerlaufdrehzahl Überwachen des Drucks des Kraftstoffdampfsystems über einen Kraftstofftankdrucksensor über eine vorbestimmte Dauer. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, wobei das Verfahren ferner zusätzlich oder wahlweise bei Abschliel en der vorbestimmten Dauer als Reaktion darauf, dass sich das Kraftstoffsystem auf einen weiteren Schwellenwertdruck verringert, Angeben einer Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems umfasst. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, wobei das Verfahren ferner zusätzlich oder wahlweise als Reaktion auf Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems Aktualisieren eines Spülplans des Kraftstoffdampfkanisters umfasst, um eine Häufigkeit des Spülens der Kraftstoffdämpfe zu einem Motoreinlasskrümmer zu erhöhen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, wobei das Verfahren zusätzlich oder wahlweise während der Diagnoseroutine Schliel en eines Kanisterspülventils (CPV), das an eine Spülleitung des Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist, und Öffnen eines Kraftstofftankisolationsventils (FTIV) umfasst, das an eine Kraftstoffleitung des Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist. Ein oder alle der vorhergehenden Beispiele, das ferner zusätzlich oder wahlweise als Reaktion darauf, dass sich das Kraftstoffsystem auf den Schwellenwert reduziert, Angeben der Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems und Unterbrechen der Diagnoseroutine umfasst, wobei der Schwellenwertdruck niedriger als ein weiterer Schwellenwertdruck ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Schwellenwertdruck des Kraftstoffdampfsystems zusätzlich oder wahlweise auf Grundlage einer Übertragungsfunktion mit einem Kraftstoffsystemdampfraum als Eingabe und dem Schwellenwertdruck als Ausgabe geschätzt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Kraftstoffsystemdampfraum zusätzlich oder wahlweise als eine Funktion von mindestens einem des Kraftstoffstands in dem Kraftstofftank, einer Kapazität des Kraftstofftanks und eines Volumens eines Kraftstoffdampfkanisters geschätzt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Übertragungsfunktion zusätzlich oder wahlweise während einer Kalibrierungsstudie auf Grundlage eines ersten Drucks, der über einen dedizierten, temporären Drucksensor geschätzt ist, der an die Entlüftungsleitung während der Kalibrierungsstudie gekoppelt ist, und einen zweiten Druck kalibriert, der über den Kraftstofftankdrucksensor geschätzt ist, wobei der erste Druck und der zweite Druck gleichzeitig geschätzt werden.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für ein Kraftstoffdampfsystem umfasst Folgendes: wenn Bedingungen für die Durchführung einer Diagnoseroutine für ein Kraftstoffdampfsystem erfüllt sind, Abdichten des Kraftstoffdampfsystems durch Schliel en eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS) und eines Kanisterspülventils (CPV), um eine Diagnoseroutine für eine Schwellenwertdauer einzuleiten, Überwachen eines Kraftstoffsystemdrucks über einen Kraftstofftankdrucksensor, und als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffsystemdruck einen Schwellenwertkraftstoffsystemdruck erreicht, Öffnen des CVS unabhängig von einem Grad des Ablaufens der Schwellenwertdauer, wobei der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck auf einem geschätzten Kraftstoffstand in einem Kraftstofftank beruht. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die Bedingungen zum Durchführen der Kraftstoffsystemdiagnose zusätzlich oder wahlweise eine Motordrehung bei einer Leerlaufdrehzahl. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck zusätzlich oder wahlweise über eine Übertragungsfunktion mit einem Dampfraum des Kraftstoffdampfsystems als Eingabe und dem Schwellenwertkraftstoffsystemdruck als eine Ausgabe geschätzt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Dampfraum des Kraftstoffdampfsystems zusätzlich oder wahlweise als eine Funktion von einem oder mehreren des geschätzten Kraftstoffstands in dem Kraftstofftank, einer Gesamtkapazität des Kraftstofftanks, einer füllbaren Kapazität des Kraftstofftanks und eines Volumens eines Kraftstoffdampfkanisters geschätzt. In einem oder allen der vorhergehenden Ansprüche ist die Übertragungsfunktion zusätzlich oder wahlweise auf Grundlage eines ersten Drucks, der an dem Kraftstofftank geschätzt ist, und eines zweiten Drucks vorkalibriert, der an einer Entlüftungsleitung des Kraftstoffdampfsystems geschätzt ist, das den CVS umschliel t, wobei die Übertragungsfunktion in einem Steuerungsspeicher gespeichert ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, wobei das Verfahren ferner zusätzlich oder wahlweise, wenn der Kraftstoffsystemdruck einen Schwellenwertkraftstoffsystemdruck erreicht, Angeben einer Beeinträchtigung des CPV umfasst.
In noch einem anderen Beispiel umfasst ein Fahrzeugsystem Folgendes: eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden Speicher gespeichert sind, um Folgendes durchzuführen: Einleiten einer Diagnoseroutine für ein Kraftstoffdampfsystem, durch Schliel en jedes eines Kanisterspülventils (CPV), das einen Kanister an einen Motoransaugkrümmer koppelt, eines Kanisterentlüftungsventils (CVS), das den Kanister an die Atmosphäre koppelt, und Öffnen eines Absperrventils, das den Kanister an einen Kraftstofftank koppelt, Überwachen des Kraftstoffsystemdrucks über einen Kraftstofftankdrucksensor (FTPT), der in einer Kraftstoffleitung untergebracht ist, die den Kraftstofftank an den Kanister koppelt, Schätzen eines Kraftstoffsystemdampfraums auf Grundlage eines geschätzten Kraftstoffstands im Kraftstofftank, Schätzen eines ersten Schwellenwertkraftstoffsystemdrucks auf Grundlage des geschätzten Kraftstoffsystemdampfraums und als Reaktion darauf, dass sich der Kraftstoffsystemdruck auf den ersten Kraftstoffsystemdruckschwellenwert verringert, Öffnen des CVS und Angeben einer Beeinträchtigung des CPV. In dem vorhergehenden Beispielsystem beruht der Kraftstoffsystemdampfraum zusätzlich oder wahlweise auf einer Kapazität des Kraftstofftanks und einem Volumen des Kanisters. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der erste Schwellenwertkraftstoffsystemdruck zusätzlich oder wahlweise über eine vorkalibrierte Übertragungsfunktion mit dem Kraftstoffdampfraum als Eingabe und dem Schwellenwertkraftstoffsystemdruck als Ausgabe geschätzt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder wahlweise weitere Anweisungen, um Folgendes durchzuführen: als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffsystemdruck am Ende der Diagnoseroutine über dem ersten Kraftstoffsystemdruckschwellenwert und unter einem zweiten Kraftstoffsystemdruckschwellenwert liegt, Angeben einer Beeinträchtigung des CPV, wobei der zweite Kraftstoffsystemdruckschwellenwert höher als der erste Kraftstoffsystemdruckschwellenwert ist.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschlielßlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Betätigungselementen und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermal en ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nicht transitorischem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Darüber hinaus sollen die Ausdrücke „erste(r/s)“, „zweite(r/s)“, „dritte(r/s)“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern werden lediglich als Bezeichnungen zur Unterscheidung von einem Element von einem anderen verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nichtnaheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Ausdruck „etwa“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschliel en und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschliel en. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9243592 [0003]

Claims

Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: während des Schliel ens eines Kanisterentlüftungselektromagneten (canister vent solenoid - CVS), der an eine Entlüftungsleitung eines Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist, Schätzen eines Schwellenwertdrucks des Kraftstoffdampfsystems auf Grundlage eines Kraftstoffstands in einem Kraftstofftank; und Öffnen des CVS als Reaktion auf einen Druck des Kraftstoffdampfsystems, der auf den Schwellenwertdruck abfällt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CVS während einer Diagnoseroutine des Kraftstoffdampfsystems geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Diagnoseroutine während eines Betriebs des Motors bei einer Leerlaufdrehzahl Überwachen des Drucks des Kraftstoffdampfsystems über einen Kraftstofftankdrucksensor über eine vorbestimmte Dauer beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner bei Abschliel en der vorbestimmten Dauer als Reaktion darauf, dass sich das Kraftstoffsystem auf einen weiteren Schwellenwertdruck verringert, Angeben einer Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner als Reaktion auf Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems Aktualisieren eines Spülplans des Kraftstoffdampfkanisters umfasst, um eine Häufigkeit des Spülens der Kraftstoffdämpfe zu einem Motoreinlasskrümmer zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner während der Diagnoseroutine Schliel en eines Kanisterspülventils (canister purge valve - CPV), das an eine Spülleitung des Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist, und Öffnen eines Kraftstofftankisolationsventils (fuel tank isolation valve - FTIV) umfasst, das an eine Kraftstoffleitung des Kraftstoffdampfsystems gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner als Reaktion darauf, dass sich das Kraftstoffsystem auf den Schwellenwert reduziert, Angeben der Beeinträchtigung des Kraftstoffdampfsystems und Unterbrechen der Diagnoseroutine umfasst, wobei der Schwellenwertdruck niedriger als ein weiterer Schwellenwertdruck ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwertdruck des Kraftstoffdampfsystems auf Grundlage einer Übertragungsfunktion mit einem Kraftstoffsystemdampfraum als Eingabe und dem Schwellenwertdruck als Ausgabe geschätzt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kraftstoffsystemdampfraum als eine Funktion von mindestens einem des Kraftstoffstands in dem Kraftstofftank, einer Kapazität des Kraftstofftanks und einem Volumen eines Kraftstoffdampfkanisters geschätzt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Übertragungsfunktion während einer Kalibrierungsstudie auf Grundlage eines ersten Drucks, der über einen dedizierten, temporären Drucksensor geschätzt ist, der an die Entlüftungsleitung während der Kalibrierungsstudie gekoppelt ist, und einen zweiten Druck kalibriert ist, der über den Kraftstofftankdrucksensor geschätzt ist, wobei der erste Druck und der zweite Druck gleichzeitig geschätzt werden.
Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: eine Steuerung mit auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem: wenn Bedingungen für die Durchführung einer Diagnoseroutine für ein Kraftstoffdampfsystem erfüllt werden, Abdichten des Kraftstoffdampfsystems, durch Schliel en von jedes eines Kanisterentlüftungselektromagneten (CVS) und eines Kanisterentlüftungsventils (CPV), um eine Diagnoseroutine für eine Schwellenwertdauer einzuleiten; Überwachen eines Kraftstoffsystemdrucks über einen Kraftstofftankdrucksensor; und als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffsystemdruck einen Schwellenwert für den Kraftstoffsystemdruck erreicht, Öffnen des CVS unabhängig von einem Grad der Abschlusses der Schwellenwertdauer, wobei der Schwellenwertkraftstoffsystemdruck auf einem geschätzten Kraftstoffstand in einem Kraftstofftank beruht.
System nach Anspruch 11, wobei die Bedingungen zum Durchführen der Kraftstoffsystemdiagnose eine Motordrehung bei einer Leerlaufdrehzahl beinhalten.
System nach Anspruch 11, wobei der Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks über eine Übertragungsfunktion mit einem Dampfraum des Kraftstoffdampfsystems als Eingang und dem Schwellenwert des Kraftstoffsystemdrucks als Ausgang geschätzt wird und wobei der Dampfraum des Kraftstoffdampfsystems als eine Funktion eines oder mehrerer des geschätzten Kraftstoffstands im Kraftstofftank, einer Gesamtkapazität des Kraftstofftanks, einer Füllkapazität des Kraftstofftanks und eines Volumens eines Kraftstoffdampfkanisters geschätzt ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Übertragungsfunktion auf Grundlage eines ersten Drucks, der an dem Kraftstofftank geschätzt ist, und eines zweiten Drucks vorkalibriert ist, der an einer Entlüftungsleitung des Kraftstoffdampfsystems geschätzt ist, das den CVS umschliel t, wobei die Übertragungsfunktion in einem Steuerungsspeicher gespeichert ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: wenn der Kraftstoffsystemdruck einen Schwellenwert für den Kraftstoffsystemdruck erreicht, Angeben einer Beeinträchtigung des CPV.