DE102021132757A1

DE102021132757A1 - Verfahren und system zur diagnose eines kraftstoffsystems

Info

Publication number: DE102021132757A1
Application number: DE102021132757.1A
Authority: DE
Inventors: Aed Dudar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-06-15
Also published as: US11333095B1; CN114623022A; US11879408B2; US20220228539A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für eine Diagnose eines Kraftstoffsystem, das mit einem Dreiwege-Absperrventil und einem Kanister mit vier Anschlüssen konfiguriert ist, bereitgestellt. Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet während eines Betankungsereignisses Angeben einer Beeinträchtigung des Dreiwege-Absperrventils auf Grundlage des Drucks in dem Kraftstofftank während einer Druckentlastung, gefolgt von Betanken.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zur Diagnose eines Kraftstofftank-Absperrventil in einem nicht integrierten System nur mit Betankungskanister.
Allgemeiner Stand der Technik
Fahrzeugkraftstoffsysteme beinhalten Systeme zum Steuern von Verdunstungsemissionen, die dazu ausgestaltet sind, 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 Dämpfe adsorbiert und speichert. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Motor in Betrieb ist, ermöglicht das System zum Steuern von Verdunstungsemissionen, dass die Dämpfe zur Verwendung als Kraftstoff in den Motoransaugkrümmer gespült werden.
In einem Hybridfahrzeug handelt es sich bei den in dem Kanister gespeicherten Kraftstoffdämpfen hauptsächlich um Betankungsdämpfe. In nicht integrierten Systemen nur mit Betankungskanister (Non-Integrated Refueling Canister Only System - NIRCOS) wird der Kraftstofftank typischerweise über ein geschlossenes FTIV abgedichtet, außer während Betankungsvorgängen. Die Kraftstoffdämpfe, die in dem Kraftstofftank durch Betriebsverluste und Tagestemperaturzyklen erzeugt werden, werden daher nicht in den Kraftstoffdampfkanister überführt, sondern werden über das geschlossene Absperrventil in dem Kraftstofftank gehalten. Infolgedessen kann sich in dem Kraftstofftank Druck aufbauen. Wenn ein Fahrzeugführer einen Betankungsbedarf des Hybridfahrzeugs angibt, kann ein Tankdeckel verriegelt bleiben, bis ein Entlüften des Kraftstofftanks ermöglicht wird. Insbesondere wird der Tankdeckel erst entriegelt, nachdem der Tank ausreichend druckentlastet wurde, wodurch der Fahrzeugführer vor einer Besprühung mit Kraftstoffdämpfen geschützt wird.
Es wurden verschiedene Ansätze zum Beschleunigen der Druckentlastung in dem Kraftstofftank entwickelt. Ein beispielhafter Ansatz wird von Pearce et al. in US 2014/0026992 gezeigt. Darin ist eine Vakuumpumpe an den Auslass eines Kraftstoffdampfkanisters gekoppelt. Die Vakuumpumpe wird aktiviert, um den Luftstrom durch den Kanister aus dem Kraftstofftank zu erhöhen, wenn das Absperrventil des Kraftstofftanks während des Auffüllens geöffnet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem derartigen Ansatz erkannt. Als ein Beispiel kann die Notwendigkeit einer Vakuumpumpe die Komponentenkosten und -komplexität erhöhen, ohne die Druckentlastungszeit signifikant zu verbessern. Als ein weiteres Beispiel kann die batteriebetriebene Vakuumpumpe die Kraftstoffeffizienz eines Hybridfahrzeugs beeinträchtigen. Bei noch anderen Ansätzen kann das Absperrventil gepulst werden, um den Druck in dem Kraftstofftank abzulassen. Dies kann jedoch erfordern, dass der Motor Kraftstoff verbrennt, und der gleiche Ansatz kann nicht zur Drucksteuerung verwendet werden, wenn ein Fahrzeug in einem Elektromodus angetrieben wird.
Um die Druckentlastungszeit des Kraftstofftanks zu reduzieren und das Entriegeln des Tankdeckels zu beschleunigen, kann ein Fahrzeugkraftstoffsystem einen Kraftstoffdampfkanister beinhalten, der vier Anschlüsse aufweist, wobei der Kanister über ein Dreiwege-Absperrventil an einen Kraftstofftank gekoppelt ist. Kanister weisen üblicherweise drei Anschlüsse auf: einen zum Befüllen des Kanisters, einen zum Spülen des Kanisters und einen zum Entlüften des Kanisters. Ein vierter Anschluss kann in dem Kanister an einer Stelle beinhaltet sein, die am weitesten von dem Befüllungsanschluss entfernt ist (und nahe dem Entlüftungsanschluss), wobei zwischen dem Entlüftungsanschluss und dem vierten Anschluss ausreichend Aktivkohle vorhanden ist, um die Druckentlastungszeit zu beschleunigen. Wenn die Kanisterbefüllung zum Zeitpunkt des Betankens über einem Schwellenwert liegt, kann eine Druckentlastung des Kanisters durchgeführt werden, indem das Absperrventil in eine erste Position betätigt wird, bei welcher der Kraftstofftank druckentlastet wird, indem Kraftstoffdämpfe durch den Befüllungsanschluss des Kanisters entlüftet werden. Wenn die Kanisterbefüllung zum Zeitpunkt des Betankens unter dem Schwellenwert liegt, kann die Druckentlastung des Kanisters beschleunigt werden, indem das Absperrventil in eine zweite Position betätigt wird, bei welcher der Kraftstofftank druckentlastet wird, indem Kraftstoffdämpfe durch den vierten Anschluss des Kanisters entlüftet werden. Die Befüllung des Kanisters durch den vierten Anschluss kann zu einer schnelleren Druckentlastung in dem Kraftstofftank führen als die Befüllung des Kanisters durch den Befüllungsanschluss. Ein Verdunstungsleckageprüfmodul (evaporative leak check module - ELCM), das ein Umschaltventil (changeover valve - COV) beinhaltet, kann in der Entlüftungsleitung zwischen dem Kanister und einem Entlüftungsventil positioniert sein. Eine Diagnoseroutine ist erwünscht, um die Zuverlässigkeit des Vierwege-Absperrventils und des COV zu bestimmen.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel kann das vorstehend erwähnte Problem zumindest teilweise durch ein Verfahren für ein Fahrzeug behoben werden, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Betankungsanforderung, Betätigen eines Ventils in eine zweite Position zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks über einen Druckentlastungsanschluss eines Kanisters, während der Druckentlastung selektives Angeben einer Beeinträchtigung des Ventils auf Grundlage einer Druckabfallrate in dem Kraftstofftank, und nach der Druckentlastung Betätigen des Ventils in eine erste Position und Einleiten der Kraftstoffzufuhr. Auf diese Weise kann der Zustand des Vierwege-Absperrventils opportunistisch diagnostiziert werden und das Kraftstoffzufuhrerlebnis für einen Kunden verbessert werden.
Als Reaktion auf eine Betankungsanforderung kann das Vierwege-Absperrventil während einer Kanisterbefüllung über einem Schwellenwert in eine erste Position betätigt werden, um eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Befüllungsanschluss des Kanisters für eine Druckentlastung des Kraftstofftanks herzustellen. Während der Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss kann der Druck des Kraftstoffsystems überwacht werden. Wenn kein Druckabfall beobachtet wird, kann abgeleitet werden, dass der Befüllungsanschluss des Kanisters blockiert sein kann, wodurch die Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss deaktiviert ist. Als Reaktion auf eine weitere Betankungsanforderung kann das Vierwege-Absperrventil während einer Kanisterbefüllung unter einem Schwellenwert in eine zweite Position betätigt werden, um eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Druckentlastungsanschluss des Kanisters für eine Druckentlastung des Kraftstofftanks herzustellen. Wenn kein Druckabfall beobachtet wird, kann abgeleitet werden, dass das Vierwege-Absperrventil möglicherweise festsitzt, wodurch die Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss deaktiviert ist. Nachdem die Druckentlastung in dem Tank abgeschlossen ist, wird der Tankdeckel entriegelt und kann das Vierwege-Absperrventil in die erste Position betätigt werden. Der Kraftstoffsystemdruck kann während des Betankens überwacht werden. Wenn die Kraftstoffzufuhr vorzeitig abgeschaltet wird, kann angegeben werden, dass das COV des ELCM in der geschlossenen Position festsitzt. Wenn beobachtet wird, dass der Druck während des Betankens bei einem Druck unter einem Schwellenwert verharrt, kann abgeleitet werden, dass das Vierwege-Absperrventil möglicherweise in der zweiten Position festsitzt. Wenn beobachtet wird, dass der Druck während des Betankens bei einem Druck über einem Schwellenwert verharrt und die Druckabfallrate während der unmittelbar vorherigen Druckentlastung des Tanks unter einer Schwellenrate lag, kann abgeleitet werden, dass das Vierwege-Absperrventil möglicherweise in der ersten Position festsitzt. Wenn beobachtet wird, dass der Druck während des Betankens bei einem Druck über dem Schwellenwert verharrt und die Druckabfallrate während der unmittelbar vorherigen Druckentlastung des Tanks über der Schwellenrate lag, kann abgeleitet werden, dass das Vierwege-Absperrventil stabil ist und nicht in einer unerwünschten Position festsitzt.
Auf diese Weise kann durch Überwachen des Kraftstoffsystemdrucks während eines Betankungsereignisses eines NIRCOS-Kraftstofftanks eine Diagnoseroutine des Vierwege-Absperrventils und des COV des ELCM opportunistisch ausgeführt werden. Der technische Effekt des Überwachens einer Rate des Druckabfalls während der Druckentlastung vor dem Betankungsereignis besteht darin, dass eine Blockierung in dem Befüllungsanschluss des Kanisters oder ein festsitzendes geschlossenes Vierwege-Absperrventil diagnostiziert werden kann. Indem eine Art der Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems angegeben wird, können geeignete lindernde Maßnahmen ergriffen werden. Insgesamt kann durch das Sicherstellen eines reibungslosen Betriebs des Kraftstoffsystems, das einen NIRCOS-Kraftstofftank beinhaltet, die Druckentlastung des Kraftstofftanks beschleunigt und die Kundenzufriedenheit verbessert 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 Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem.
2 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffsystem und Verdunstungsemissionssystem, einschließlich eines Kanisters mit mehreren Anschlüssen und eines Mehrwege-Absperrventils, das an das Fahrzeugantriebssystem aus 1 gekoppelt sein kann.
3 zeigt eine detaillierte Ausführungsform eines Kanisters mit vier Anschlüssen, der an ein Dreiwege-Absperrventil gekoppelt ist, das an ein Motorverdunstungsemissionssystem gekoppelt ist.
4 zeigt eine beispielhafte Konfiguration für eine Ausführungsform des Verdunstungsemissionssystems aus 2 mit mehreren Kanistern.
5A zeigt eine schematische Darstellung des Verdunstungsleckageprüfmoduls in einer Konfiguration, in der ein Kraftstoffdampfkanister in die Atmosphäre entlüftet wird.
5B zeigt eine schematische Darstellung eines Verdunstungsleckageprüfmoduls in einer Konfiguration zum Anlegen eines Vakuums an einem Verdunstungsemissionssystem.
6 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines ersten beispielhaften Verfahrens zum Druckentlasten eines Kraftstofftanks vor einem Betankungsereignis in einem Hybridfahrzeug, das einen Kanister mit mehreren Anschlüssen und ein Mehrwege-Absperrventil beinhaltet.
7 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens zum Druckentlasten des Kraftstofftanks vor einem Betankungsereignis in einem Hybridfahrzeug, das einen Kanister mit mehreren Anschlüssen und ein Mehrwege-Absperrventil beinhaltet.
8 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Diagnose des Mehrwege-Absperrventils während eines Betankungsereignisses.
9 zeigt eine prophetische beispielhafte Diagnose des Mehrwege-Absperrventils während eines Betankungsereignisses.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren für die Diagnose eines Kraftstofftank-Absperrventils und eines Kraftstoffdampfkanisters in einem nicht integrierten System nur mit Betankungskanister (NIRCOS) in einem Hybridfahrzeugsystem, wie etwa in dem Fahrzeugsystem der 1. Der Kraftstofftank kann durch Verwendung eines Kanisters mit mehreren Anschlüssen, der an ein Mehrwege-Absperrventil gekoppelt ist, druckentlastet werden, bevor Kraftstoff in dem Kraftstofftank nach einer Betankungsanforderung aufgenommen wird, wie etwa in den 2-4 gezeigt ist. Durch selektives Leiten von Kraftstofftankdämpfen zu einer distalen Stelle des Kanisters über einen dedizierten Anschluss können die Druckentlastungszeiten reduziert werden. Eine Fahrzeugsteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine auszuführen, wie etwa die beispielhaften Routinen aus 6-8, um den Betrieb des Mehrwege-Absperrventils und des Kanisters mit mehreren Anschlüssen während eines Betankungsereignisses zu diagnostizieren. Ein prophetisches Beispiel für die Diagnose des Mehrwege-Absperrventils und des Kanisters mit mehreren Anschlüssen ist in 9 gezeigt.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet einen Kraftstoff verbrennenden Motor 110 und einen Elektromotor 120. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Motor 110 eine Brennkraftmaschine und umfasst der Elektromotor 120 einen elektrischen Motor. 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. Demnach kann ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100 als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) bezeichnet werden.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann abhängig von den Betriebsbedingungen, denen das Fahrzeugantriebssystem ausgesetzt ist, eine Vielfalt von unterschiedlichen Betriebsmodi nutzen. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Motor 110 in einem ausgeschalteten Zustand gehalten wird (d. h. auf einen deaktivieren Zustand eingestellt ist), in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Motor unterbrochen ist. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 bei ausgewählten Betriebsbedingungen das Fahrzeug über ein Antriebsrad 130 antreiben, wie durch einen Pfeil 122 angegeben, während der Motor 110 deaktiviert ist.
Während anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 auf einen deaktivieren Zustand eingestellt sein (wie vorangehend beschrieben), während der Elektromotor 120 betrieben werden kann, um die Energiespeichervorrichtung 150 zu laden. 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 den Pfeil 124 angegeben. Dieser Betrieb kann als Nutzbremsung des Fahrzeugs bezeichnet werden. Somit kann der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen eine Generatorfunktion 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 betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 angegeben, während der Elektromotor 120 abgeschaltet ist. Während anderer Betriebsbedingungen können sowohl der Motor 110 als auch der Elektromotor 120 jeweils betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 bzw. 122 angegeben. 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. Beispielsweise 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 betrieben werden, um den Elektromotor 120 anzutreiben, der wiederum eine Generatorfunktion 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 Kraftstoffspeichertanks 144 zum Speichern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 einen oder mehrere Flüssigkraftstoffe speichern, einschließlich unter anderem: Benzin-, Diesel- und Alkoholkraftstoffen. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff als Gemisch aus zwei oder mehr unterschiedlichen Kraftstoffen an Bord des Fahrzeugs gespeichert 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. MIO, M85 usw.) zu speichern, wodurch diese Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische an den Motor 110 abgegeben werden können, wie durch den Pfeil 142 angegeben. Es können noch andere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Motor 110 zugeführt werden, wobei diese in dem Motor verbrannt werden können, um eine Motorleistung 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 konfiguriert sein, um elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern (außer dem Elektromotor) zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden, einschließlich 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.
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 außerhalb 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 Aufladebetriebs der Energiespeichervorrichtung 150 anhand 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 werden. 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. Beispielsweise kann die Energiespeichervorrichtung 150 über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz elektrische Energie von der Leistungsquelle 180 empfangen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 150 anhand einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann, wie etwa anhand von Solar- oder Windenergie. Auf diese Weise kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug antreiben, indem er eine andere Energiequelle nutzt als den Kraftstoff, der von dem Motor 110 genutzt wird.
Das Kraftstoffsystem 140 kann regelmäßig Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle empfangen, die sich außerhalb 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 in dem Kraftstofftank 144 gespeicherten Kraftstoffs (wie z. B. durch den Kraftstoffstandsensor ermitteln), kann dem Fahrzeugführer kommuniziert werden, zum Beispiel über eine Tankanzeige oder eine Angabe in einem Fahrzeugarmaturenbrett 196.
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. Das Fahrzeugarmaturenbrett 196 kann (eine) Indikatorleuchte(n) und/oder eine textbasierte Anzeige beinhalten, auf der einem Betreiber Nachrichten angezeigt werden. Das Fahrzeugarmaturenbrett 196 kann zudem verschiedene Eingabeabschnitte zum Empfangen einer Bedienereingabe beinhalten, wie etwa Tasten, Touchscreens, Spracheingabe/-erkennung usw. Zum Beispiel kann das Fahrzeugarmaturenbrett 196 eine Auftanktaste 197 beinhalten, die durch einen Fahrzeugführer manuell betätigt oder gedrückt werden kann, um das Betanken einzuleiten. Zum Beispiel kann, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, als Reaktion auf eine Betätigung der Tanktaste 197 durch den Fahrzeugführer der Druck in einem Kraftstofftank in dem Fahrzeug abgebaut werden, sodass das Betanken durchgeführt werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Fahrzeugarmaturenbrett 196 dem Bediener Audionachrichten ohne Anzeige kommunizieren. Ferner können der/die Sensor(en) 199 einen Vertikalbeschleunigungsmesser beinhalten, der Straßenunebenheit angibt. Diese Vorrichtungen können mit dem Steuersystem 190 verbunden sein. In einem Beispiel kann das Steuersystem die Motorleistung und/oder die Radbremsen als Reaktion auf den bzw. die Sensor(en) 199 so einstellen, dass die Fahrzeugstabilität erhöht wird.
2 zeigt eine schematische Abbildung eines Fahrzeugsystems 206. Das Fahrzeugsystem 206 beinhaltet ein Motorsystem 208, das an ein Emissionssteuersystem 251 und ein Kraftstoffsystem 218 gekoppelt ist. Das Emissionssteuersystem 251 beinhalten einen Kraftstoffdampfbehälter, wie etwa den Kraftstoffdampfkanister 222, der zum Aufnehmen und Speichern von Kraftstoffdämpfen verwendet werden kann. In einigen Beispielen kann das Fahrzeugsystem 206 ein Hybridelektrofahrzeugsystem sein, wie etwa das Fahrzeugsystem 100 aus 1.
Das Motorsystem 208 kann einen Motor 210 beinhalten, der eine Vielzahl von Zylindern 230 aufweist. In einem Beispiel beinhaltet der Motor 210 den Motor 110 aus 1. Der Motor 210 beinhaltet einen Motoreinlass 223 und einen Motorauslass 225. Der Motoreinlass 223 beinhaltet eine Drossel 262, die über einen Einlasskanal 242 mit dem Motoransaugkrümmer 244 fluidgekoppelt ist. 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. Die eine oder die mehreren Emissionssteuervorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, eine Mager-NOx-Falle, einen Dieselpartikelfilter, einen Oxidationskatalysator usw. beinhalten. Es versteht sich, dass andere Komponenten in dem Motor enthalten sein können, wie etwa eine vielfältige Ventile und Sensoren.
Ein Kraftstoffsystem 218 kann einen Kraftstofftank 220 beinhalten, der an ein Kraftstoffpumpensystem 221 gekoppelt ist. In einem Beispiel beinhaltet der Kraftstofftank 220 den Kraftstofftank 144 aus 1. Das Kraftstoffpumpensystem 221 kann eine oder mehrere Pumpen zum Druckbeaufschlagen von Kraftstoff beinhalten, der den Einspritzvorrichtungen des Motors 210, wie etwa der gezeigten beispielhaften Einspritzvorrichtung 266, zugeführt wird. Während nur eine einzelne Einspritzvorrichtung 266 gezeigt ist, sind zusätzliche Einspritzvorrichtungen für jeden Zylinder bereitgestellt. Es versteht sich, dass es sich bei dem Kraftstoffsystem 218 um ein rücklauffreies Kraftstoffsystem, ein Kraftstoffsystem mit Rücklauf oder um verschiedene andere Kraftstoffsystemarten handeln kann.
In dem Kraftstoffsystem 218 erzeugte Dämpfe können über eine Dampfrückgewinnungsleitung 231 zu einem Verdunstungsemissionssteuersystem 251 geleitet werden, das den Kraftstoffdampfkanister 222 beinhaltet, bevor sie in den Motoreinlass 223 gespült werden. Die Dampfrückgewinnungsleitung 231 kann über eine oder mehrere Leitungen an den Kraftstofftank 220 gekoppelt sein und kann ein oder mehrere Ventile zum Absperren des Kraftstofftanks bei bestimmten Bedingungen beinhalten. Zum Beispiel kann die Dampfrückgewinnungsleitung 231 über eine oder mehrere oder eine Kombination der Leitungen 271, 273 und 275 mit dem Kraftstofftank 220 gekoppelt sein.
Ferner können in einigen Beispielen ein oder mehrere Kraftstofftanklüftungsventile in den Leitungen 271, 273 oder 275 positioniert sein. Neben anderen Funktionen können Kraftstofftankentlüftungsventile ermöglichen, dass ein Kraftstoffdampfkanister des Emissionssteuersystems bei einem geringen Druck oder Vakuum gehalten wird, ohne die Kraftstoffverdunstungsrate aus dem Tank zu erhöhen (was andernfalls auftreten würde, falls der Kraftstofftankdruck gesenkt würde). Zum Beispiel kann das Rohr 271 ein Stufenentlüftungsventil (grade vent valve - GVV) 287 beinhalten, kann das Rohr 273 ein Füllbegrenzungsentlüftungsventil (fill limit venting valve - FLVV) 285 beinhalten und kann das Rohr 275 ein Stufenentlüftungsventil (GVV) 283 beinhalten. Ferner kann die Rückgewinnungsleitung 231 in einigen Beispielen an ein Kraftstoffeinfüllsystem 219 gekoppelt sein. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffeinfüllsystem einen Tankdeckel 205 zum Abdichten des Kraftstoffeinfüllsystems gegen die Atmosphäre beinhalten. Das Betankungssystem 219 ist über ein Kraftstoffeinfüllrohr 211 oder einen Kraftstoffeinfüllstutzen 211 an den Kraftstofftank 220 gekoppelt.
Ferner kann das Kraftstoffeinfüllsystem 219 eine Betankungsverriegelung 245 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei der Betankungsverriegelung 245 um einen Tankdeckelverriegelungsmechanismus handeln. Der Tankdeckelverriegelungsmechanismus kann dazu konfiguriert sein, den Tankdeckel 205 in einer geschlossenen Position automatisch zu verriegeln, derart, dass der Tankdeckel nicht geöffnet werden kann. Zum Beispiel kann der Tankdeckel 205 über die Betankungsverriegelung 245 verriegelt bleiben, während der Druck oder Unterdruck in dem Kraftstofftank 220 über einem Schwellenwert liegt. Als Reaktion auf eine Betankungsanforderung, z. B. eine durch einen Fahrzeugführer eingeleitete Anforderung über eine Betätigung einer Tanktaste an einem Fahrzeugarmaturenbrett (wie etwa der Tanktaste 197 am Armaturenbrett 196 aus 1), kann der Druck in dem Kraftstofftank abgebaut werden und kann der Tankdeckel entriegelt werden, nachdem der Druck oder Unterdruck in dem Kraftstofftank unter einen Schwellenwert abgefallen ist. Hierbei kann das Entriegeln der Betankungsverriegelung 245 ein Entriegeln des Tankdeckels 205 beinhalten. Ein Tankdeckelverriegelungsmechanismus kann ein Riegel oder eine Kupplung sein, der/die, wenn in Eingriff gebracht, das Entfernen des Tankdeckels verhindert. Der Riegel oder die Kupplung kann elektrisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Magnetspule, oder kann mechanisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Druckmembran.
In einigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 245 ein Einfüllrohrventil sein, das an einer Mündung des Kraftstoffeinfüllrohrs 211 angeordnet ist. In derartigen Ausführungsformen verhindert die Betankungsverriegelung 245 unter Umständen nicht das Entfernen des Tankdeckels 205. Stattdessen kann die Betankungsverriegelung 245 das Einführen einer Betankungspumpe in das Kraftstoffeinfüllrohr 211 verhindern. Das Einfüllrohrventil kann elektrisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Magnetspule, oder mechanisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Druckmembran.
In einigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 245 eine Tankklappenverriegelung sein, wie etwa ein Riegel oder eine Kupplung, der bzw. die eine Tankklappe verriegelt, die in einem Karosserieblech des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Tankklappenverriegelung kann elektrisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Magnetspule, oder mechanisch verriegelt werden, zum Beispiel durch eine Druckmembran.
In Ausführungsformen, in denen die Betankungsverriegelung 245 unter Verwendung eines elektrischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungsverriegelung 245 durch Befehle von der Steuerung 212 entriegelt werden, zum Beispiel, wenn ein Kraftstofftankdruck unter einen Druckschwellenwert sinkt. In Ausführungsformen, in denen die Betankungsverriegelung 245 unter Verwendung eines mechanischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungsverriegelung 245 über einen Druckgradienten entriegelt werden, zum Beispiel, wenn ein Kraftstofftankdruck auf Atmosphärendruck sinkt.
Das Emissionssteuersystem 251 kann einen oder mehrere Kraftstoffdampfkanister 222 beinhalten (hierin auch einfach als Kanister bezeichnet), die mit einem zweckmäßigen Adsorptionsmittel gefüllt sind, wobei die Kanister dazu konfiguriert sind, während Kraftstofftankbefüllungsvorgängen erzeugte Kraftstoffdämpfe (einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe) und Dämpfe durch „Betriebsverluste“ (das heißt Kraftstoff, der während des Fahrzeugbetriebs verdampft) vorübergehend einzuschließen. In einem Beispiel handelt es sich bei dem verwendeten Adsorptionsmittel um Aktivkohle. Das Emissionssteuersystem 251 kann ferner einen Kanisterentlüftungsweg oder eine Entlüftungsleitung 227 beinhalten, der/die Gase aus dem Kraftstoffdampfkanister 222 heraus in die Atmosphäre leiten kann, wenn Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffsystem 218 gespeichert oder eingeschlossen werden.
Die Entlüftungsleitung 227 kann zudem ermöglichen, dass Frischluft über das Entlüftungsventil 229 in den Kanister 222 gesaugt wird, wenn die gespeicherten Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffsystem 218 über eine Spülleitung 228 und ein Spülventil 261 in den Motoreinlass 223 gespült werden. Zum Beispiel kann das Spülventil 261 normalerweise geschlossen sein, aber bei bestimmten Bedingungen (wie etwa bestimmten Bedingungen bei laufendem Motor) geöffnet werden, sodass Unterdruck aus dem Motoransaugkrümmer 244 zum Spülen an den Kraftstoffdampfkanister angelegt wird. In einigen Beispielen kann die Entlüftungsleitung 227 ein optionales Luftfilter 259 beinhalten, das stromaufwärts dess Kanisters 222 darin angeordnet ist. Das Strömen von Luft und Dämpfen zwischen dem Kanister 222 und der Atmosphäre kann durch ein Kanisterentlüftungsventil 229 reguliert werden.
Erkennungsroutinen für unerwünschte Verdunstungsemissionen können intermittierend durch die Steuerung 212 am Kraftstoffsystem 218 durchgeführt werden, um zu bestätigen, dass das Kraftstoffsystem nicht beeinträchtigt ist. Demnach können Erkennungsroutinen für unerwünschte Verdunstungsemissionen unter Verwendung von natürlichem Vakuum bei ausgeschaltetem Motor (engine-off natural vacuum - EONV), das aufgrund einer Änderung der Temperatur und des Drucks an dem Kraftstofftank im Anschluss an eine Motorabschaltung und/oder mit zugeführtem Vakuum aus einer Vakuumpumpe erzeugt wird, durchgeführt werden, während der Motor ausgeschaltet ist (Lecktest bei ausgeschaltetem Motor). Alternativ können Erkennungsroutinen für unerwünschte Verdunstungsemissionen durchgeführt werden, während der Motor läuft, indem eine Vakuumpumpe betrieben wird und/oder das Vakuum in dem Motoransaugkrümmer verwendet wird. Tests auf unerwünschte Verdunstungsemissionen können durch ein Verdunstungsleckageprüfmodul (ELCM) 295 durchgeführt werden, das kommunikativ an die Steuerung 212 gekoppelt ist. Das ELCM 295 kann in der Entlüftungleitung 227 zwischen den Kanister 222 und das Entlüftungsventil 229 gekoppelt sein. Das ELCM 295 kann eine Vakuumpumpe beinhalten, die dazu konfiguriert ist, bei einer ersten Ausbildung einen Unterdruck am Kraftstoffsystem anzulegen, wie etwa wenn ein Leckagetest vorgenommen wird. Das ELCM 295 kann ferner eine Referenzöffnung und einen Drucksensor 296 beinhalten. Nach dem Anlegen von Vakuum auf das Kraftstoffsystem kann eine Veränderung des Drucks an der Referenzöffnung (z. B. eine absolute Veränderung oder eine Veränderungsrate) beobachtet und mit einem Schwellenwert verglichen werden. Auf Grundlage des Vergleichs können unerwünschte Verdunstungsemissionen aus dem Kraftstoffsystem identifiziert werden. Die ELCM-Vakuumpumpe kann eine umkehrbare Vakuumpumpe sein und somit dazu konfiguriert sein, einen Überdruck an dem Kraftstoffsystem anzulegen, wenn eine Überbrückungsschaltung umgekehrt wird, wodurch die Pumpe in eine zweite Ausbildung gebracht wird. Beispielhafte Positionen der ELCM-Pumpe sind in den 5A, 5B gezeigt.
Der Kanister 222 ist als Kanister mit mehreren Anschlüssen konfiguriert. In dem abgebildeten Beispiel weist der Kanister 222 vier Anschlüsse auf. Diese beinhalten einen ersten Befüllungsanschluss 302, der an eine Leitung 276 gekoppelt ist, durch die Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 220 in den Kanister 222 aufgenommen werden.
Anders ausgedrückt können über den Befüllungsanschluss 302 Kraftstoffdämpfe aufgenommen werden, die in dem Kanister 222 absorbiert werden sollen. Der Kanister 222 beinhaltet ferner einen zweiten Spülanschluss 304, der an eine Spülleitung 228 gekoppelt ist, durch die in dem Kanister 222 gespeicherte Kraftstoffdämpfe zur Verbrennung an den Motoreinlass abgegeben werden können. Anders ausgedrückt werden Kraftstoffdämpfe, die aus dem Kanister 222 desorbiert werden, über den Spülanschluss 304 zum Motoreinlass gespült. Der Kanister 222 beinhaltet ferner einen dritten Spülanschluss 306, der an eine Lüftungsleitung 227 gekoppelt ist, durch die ein Luftstrom in den Kanister 222 aufgenommen wird. Die Umgebungsluft kann in dem Kanister aufgenommen werden, um durch das Adsorptionsmittel zu strömen und Kraftstoffdämpfe an den Motoreinlass abzugeben. Alternativ kann Kraftstoffdämpfe enthaltende Luft, die über den Befüllungsanschluss 302 in den Kanister aufgenommen wurde, in die Atmosphäre entlüftet werden, nachdem die Kraftstoffdämpfe in dem Kanister 222 absorbiert wurden.
Der Kanister 222 beinhaltet ferner einen vierten Druckentlastungsanschluss 308, um die Druckentlastung in dem Kraftstofftank während eines Betankungsereignisses zu beschleunigen. Der Druckentlastungsanschluss 308 ist am distalen Ende des Kanisters benachbart zum Entlüftungsanschluss 306 angeordnet. Es ist ausreichend Aktivkohle in Form eines Puffers 312 zwischen dem Druckentlastungsanschluss 308 und dem Entlüftungsanschluss 306 bereitgestellt, um die Druckentlastungzeiten zu beschleunigen. In einem Beispiel dient der Einbau des Druckentlastungsanschlusses 308 in den Kanister 222 dazu, einen ungünstigsten Dampfdruck im Inneren des Kraftstofftanks 220 zu beseitigen, und wird die Menge an Adsorptionsmittel in dem zweiten Puffer 312 durch die Menge an Kohlenstoff definiert, die zum Adsorbieren der Menge an Kraftstoffdämpfen benötigt wird, die dem ungünstigsten Dampfdruck entspricht. Auf diese Weise wird durch Einbau des Druckentlastungsanschlusses 308 ein „Kurzkreislauf“-Weg für die Kraftstofftankdämpfe durch den Kanister geöffnet, wodurch die Zeit für die Druckentlastung in dem Kraftstofftank reduziert wird. Eine detaillierte Beschreibung des Kanisters 222, einschließlich eines zusätzlichen Druckentlastungsanschlusses, ist in dieser Schrift bei 3 bereitgestellt. In Ausführungsformen, in denen das Verdunstungsemissionssystem 251 eine Vielzahl in Reihe verbundener Kanister beinhaltet, kann der Endkanister (das heißt der letzte Kanister, der am weitesten stromabwärts und der Entlüftungsleitung am nächsten liegt) als Kanister mit mehreren Anschlüssen konfiguriert sein, der einen Druckentlastungsanschluss aufweist, während die übrigen Kanister als herkömmliche Kanister mit drei Anschlüssen ohne einen Druckentlastungsanschluss konfiguriert sein können. Eine detaillierte Beschreibung einer derartigen Anordnungen mit mehreren Kanistern ist in dieser Schrift bei 4 bereitgestellt.
Der Kanister 222 kann zwei Pufferbereiche beinhalten, einen ersten Puffer 310, der den Befüllungsanschluss 302 umgibt, und einen zweiten Puffer 312, der den Druckentlastungsanschluss 308 umgibt. Wie der Kanister 222 können auch die Puffer 310, 312 ein Adsorptionsmittel umfassen. Das Volumen jedes Puffers 310, 312 kann geringer sein als das Volumen des Kanisters 222 (kann z. B. ein Bruchteil davon sein). Ferner ist das Volumen des Puffers 312, der den Druckentlastungsanschluss 308 umgibt, kleiner als das Volumen des Puffers 310, der den Befüllungsanschluss 302 umgibt. Das Adsorptionsmittel in den Puffern 310, 312 kann das gleiche sein wie das Adsorptionsmittel in dem Kanister (z. B. können beide Kohle beinhalten) oder es kann sich von diesem unterscheiden. Der Puffer 310 kann so in dem Kanister 222 positioniert sein, dass während einer Befüllung des Kanisters über den Befüllungsanschluss 302 zunächst Kraftstofftankdämpfe in dem Puffer absorbiert werden und anschließend, wenn der Puffer gesättigt ist, weitere Kraftstofftankdämpfe in dem Hauptkörper des Kanisters absorbiert werden. Demgegenüber können beim Spülen des Kanisters 222 mithilfe von durch die Entlüftungsleitung 227 gesaugter Luft zunächst Kraftstofftankdämpfe aus dem Kanister desorbiert werden (z. B. eine Schwellenwertmenge), bevor sie aus dem Puffer desorbiert werden. Gleichermaßen kann der Puffer 312 so in dem Kanister 222 positioniert sein, dass während einer Befüllung des Kanister über den Druckentlastungsanschluss 308 zunächst Kraftstofftankdämpfe in dem Puffer 312 absorbiert werden und anschließend, wenn der Puffer 312 gesättigt ist, weitere Kraftstofftankdämpfe in dem Hauptkörper 314 des Kanisters absorbiert werden. Demgegenüber können beim Spülen des Kanisters 222 mithilfe von durch die Entlüftungsleitung 227 gesaugter Luft zunächst Kraftstofftankdämpfe aus dem Kanister desorbiert werden (z. B. eine Schwellenwertmenge), bevor sie aus dem Puffer desorbiert werden. Anders ausgedrückt erfolgt das Befüllen und Entleeren der Puffer 310, 312 nicht linear zu dem Befüllen und Entleeren des Kanisters oder zueinander. Somit bewirken die Kanisterpuffer, dass etwaige Kraftstoffdampfspitzen, die vom Kraftstofftank zum Kanister strömen, gedämpft werden, wodurch die Möglichkeit, dass Kraftstoffdampfspitzen in den Motor gelangen oder durch ein Auspuffrohr freigesetzt werden, reduziert wird.
Der Kraftstofftank 220 ist sowohl über eine erste Leitung 276 als auch über eine zweite Leitung 277 mit dem Kanister 222 fluidgekoppelt, wobei die erste und die zweite Leitung an einem gemeinsamen Kraftstofftank-Absperrventil (fuel tank isolation valve - FTIV) 252 auseinandergehen, das den Strom von Kraftstofftankdämpfen aus dem Kraftstofftank 220 und aus der Dampfrückgewinnungsleitung 231 in den Kanister 222 steuert. In dem abgebildeten Beispiel ist das FTIV 252 als Mehrwege-Magnetventil konfiguriert, insbesondere als Dreiwegeventil. Durch Einstellen einer Position des FTIV 252 kann der Kraftstoffdampfstrom aus dem Kraftstofftank 220 zum Kanister 222 variiert werden.
Zum Beispiel kann das FTIV 252 in eine geschlossene Position betätigt werden, die den Kraftstofftank 220 gegen den Kanister 222 abdichtet, wobei durch keine der Leitungen 276 oder 277 Kraftstoffdämpfe strömen. Das FTIV 252 kann in eine erste offene Position betätigt werden, die den Kraftstofftank 220 über die Leitung 276 an den Kanister 222 koppelt, ohne dass Kraftstoffdampf durch die Leitung 277 strömt. Außerdem kann das FTIV in eine zweite offene Position betätigt werden, die den Kraftstofftank 220 über die Leitung 277 an den Kanister 222 koppelt, ohne dass Kraftstoffdampf durch die Leitung 276 strömt. Die Steuerung 212 kann eine FTIV-Position auf Grundlage von Kraftstoffsystembedingungen ansteuern, einschließlich einer Bedieneranforderung zum Betanken, eines Kraftstofftankdrucks und einer Kanisterbefüllung. Eine beispielhafte Routine zum Auswählen einer FTIV-Position und einer Richtung des Kraftstoffdampfstroms in den Kanister 222 ist in 6 gezeigt.
In Konfigurationen, in denen das Fahrzeugsystem 206 ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) ist, kann der Kraftstofftank 220 als abgedichteter Kraftstofftank ausgestaltet sein, der Druckschwankungen, die typischerweise während des normalen Fahrzeugbetriebs auftreten, und Tagestemperaturzyklen standhalten kann (z. B. als Stahlkraftstofftank). Des Weiteren kann die Größe des Kanisters 222 reduziert werden, um die reduzierten Motorbetriebszeiten in einem Hybridfahrzeug zu berücksichtigen. Aus dem gleichen Grund können HEVs jedoch auch begrenzte Möglichkeiten für Spülvorgänge des Kraftstoffdampfkanisters haben. Daher verhindert die Verwendung eines abgedichteten Kraftstofftanks mit einem geschlossenen FTIV (auch als NIRCOS oder nicht integriertes System nur mit Betankungskanister bezeichnet), dass Tages- und Betriebsverlustdämpfe den Kraftstoffdampfkanister 222 befüllen, und begrenzt das Befüllen des Kraftstoffdampfkanister nur über Betankungsdämpfe. Das FTIV 252 kann selektiv als Reaktion auf eine Betankungsanforderung geöffnet werden, um den Kraftstofftank 220 von Druck zu entlasten, bevor Kraftstoff über das Kraftstoffeinfüllrohr 211 in den Kraftstofftank aufgenommen werden kann. Insbesondere kann das FTIV 252 in eine erste (offene) Position betätigt werden, um den Kraftstofftank über die erste Leitung 276 und den Kanisterlbefüllungsanschluss 302 in den Kanister von Druck zu entlasten. Alternativ kann das FTIV 252 in eine zweite, andere (ebenfalls offene) Position betätigt werden, um den Kraftstofftank über die zweite Leitung 277 und den zusätzlichen Druckentlastungsanschluss 308 in den Kanister von Druck zu entlasten.
In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann ein Druckregelventil (pressure control valve - PCV) in einer Leitung konfiguriert sein, die den Kraftstofftank 220 parallel zu den Leitungen 276, 277 mit dem Kanister 222 koppelt. Wenn enthalten, kann das PCV durch das Antriebsstrangsteuermodul (z. B. die Steuerung 212) unter Verwendung eines Impulsbreitenmodulationszyklus gesteuert werden, um in dem Kraftstofftank erzeugten Überdruck abzulassen, wie etwa bei laufendem Motor. Zusätzlich oder optional kann das PCV impulsbreitenmoduliert werden, um Überdruck aus dem Kraftstofftank abzulassen, wenn das Fahrzeug im Elektrofahrzeugmodus betrieben wird, beispielsweise im Fall eines Hybridelektrofahrzeugs.
Wurde es in die zweite oder dritte Position (beides offene Positionen) bewegt, ermöglicht das FTIV 252 ein Abgeben von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank 220 an den Kanister 222. Die Kraftstoffdämpfe können in dem Kanister 222 gespeichert werden, während die von den Kraftstoffdämpfen befreite Luft über das Kanisterlüftungsventil 229 in die Atmosphäre austritt. Die gespeicherten Kraftstoffdämpfe in dem Kanister 222 können über das Kanisterspülventil 261 zum Motoreinlass 223 gespült werden, wenn die Motorbedingungen dies zulassen. Die Betankungsverriegelung 245 kann erst dann entriegelt werden, damit ein Tankdeckel geöffnet werden kann, nachdem der Kraftstofftank ausreichend druckentlastet wurde, wie etwa unter den zweiten Schwellendruck.
Das Fahrzeugsystem 206 kann ferner ein Steuersystem 214 beinhalten. 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 Aktoren 281 (wofür in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 216 einen stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung befindlichen Abgassensor 237, einen Abgastemperatur- oder -drucksensor 233, einen Kraftstofftankdruckwandler (fuel tank pressure transducer - FTPT) oder -drucksensor 291, einen Kanisterbefüllungssensor 243 und einen ELCM-Drucksensor 296 beinhalten. Somit stellt der Drucksensor 291 einen Schätzwert des Kraftstoffsystemdrucks bereit. In einem Beispiel ist der Kraftstoffsystemdruck ein Kraftstofftankdruck, z. B. in dem Kraftstofftank 220. Andere Sensoren, wie etwa Druck-, Temperatur-, Luft-KraftstoffVerhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Stellen in dem Fahrzeugsystem 206 gekoppelt sein. Als weiteres Beispiel können die Aktoren die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 266, die Drossel 262, das FTIV 252, die Betankungsverriegelung 245, das Kanisterentlüftungsventil 229 und das Kanisterspülventil 261 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. Die Steuerung 212 empfängt Signale von den unterschiedlichen Sensoren aus 1-2 und setzt die unterschiedlichen Aktoren aus 1-2 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen.
Beispielsweise kann die Steuerung als Reaktion auf eine Betankungsanforderung eines Bedieners eine Sensoreingabe des Kraftstofftankdrucksensors 291 abrufen und diese mit einem Schwellenwert vergleichen. Wenn der Druck über dem Schwellenwert liegt, kann die Steuerung ein Signal senden, welches das FTIV 252 in eine Position ansteuert, die die Druckentlastung in dem Kraftstofftank beschleunigt. Dabei kann die Steuerung 212 auf Grundlage der Kanisterbefüllung, wie über den Sensor 243 geschätzt, und/oder auf Grundlage einer geschätzten Zeit für die Druckentlastung in dem Kraftstofftank die Position des FTIV 252 so einstellen, dass die Kraftstoffdämpfe entweder an den Befüllungsanschluss 302 des Kanisters 222 oder an den Druckentlastungsanschluss 308 des Kanisters 222 abgegeben werden. Sobald derKraftstofftank ausreichend druckentlastet wurde, wie auf Grundlage der Ausgabe des Kraftstofftankdrucksensors abgeleitet, kann die Steuerung ein Signal senden, das ein Öffnen oder Lösen der Betankungsverriegelung 245 anweist, sodass Kraftstoff über das Einfüllrohr 211 in den Kraftstofftank 220 aufgenommen werden kann.
Die Integrität des Dreiwege-FTIV 252 kann während der Druckentlastung und des Betankens des Kraftstofftanks opportunistisch überwacht werden. In einem Beispiel kann als Reaktion darauf, dass die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer ersten Schwellenrate liegt, angegeben werden, dass das FTIV 252 in einer dritten, geschlossenen Position festsitzt. In einem weiteren Beispiel kann als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer zweiten Schwellenrate liegt als auch ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens über einem Schwellendruck liegt, angegeben werden, dass das FTIV 252 in der ersten Position festsitzt. Die zweite Schwellenrate kann höher als die erste Schwellenrate sein. In noch einem weiteren Beispiel kann während des Betankens als Reaktion darauf, dass der Druck in dem Kraftstofftank unter dem Schwellendruck liegt, angegeben werden, dass das FTIV 252 möglicherweise in der zweiten Position festsitzt. Ferner kann, als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter der zweiten Schwellenrate liegt als auch eine oder mehrere vorzeitige Abschaltungen während des Betankens vorliegen, angegeben werden, dass das Crossover-Ventil (COV) eines Verdunstungsleckageprüfmoduls (ELCM), das in der Entlüftungsleitung untergebracht ist, beeinträchtigt ist. Eine beispielhafte Routine zur Diagnose des Dreiwege-FTIV 252 und zugehöriger Komponenten ist in den 6-8 gezeigt.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform 300 eines Kanisters 222, der vier Anschlüsse aufweist, einschließlich eines zusätzlich Druckentlastungsanschlusses zum Beschleunigen der Druckentlastung in dem Kraftstofftank während des Betankens des Kraftstofftanks. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform 400 einer Anordnung mit mehreren Kanistern. Zuvor in 2 eingeführte Komponenten sind in den 3-4 ähnlich nummeriert und werden der Kürze halber nicht erneut eingeführt.
Zunächst unter Bezugnahme auf 3 beinhaltet der Kanister 222 einen Befüllungsanschluss 302 (auch als Tankanschluss bezeichnet), durch den der Kanister 222 mit Kraftstoffdämpfen befüllt wird. Dabei kann es sich um Kraftstofftankdämpfe aus der Druckentlastung in dem Kraftstofftank handeln und/oder um Betankungsdämpfe, die erzeugt werden, wenn Kraftstoff in den Kraftstofftank 220 abgegeben wird. Der Kraftstoffdampfstrom in den Befüllungsanschluss 302 wird über das Dreiwegeventil FTIV 252 gesteuert. Insbesondere können, wenn sich das FTIV 252 in einer Position befindet, die den Kraftstofftank 220 mit der Leitung 276 koppelt, Kraftstoffdämpfe durch den Befüllungsanschluss 302 in den Kanister 222 gefüllt werden.
Der Kanister 222 beinhaltet ferner den Spülanschluss 304, durch den in dem Kanister 222 gespeicherte Kraftstoffdämpfe zu einem Motoreinlass gespült werden. Der Spülstrom vom Kanister zum Motoreinlass wird über das Kanisterspülventil 261 gesteuert, das in der Spülleitung 228 angeordnet ist, die den Spülanschluss des Kanisters mit dem Motoreinlass koppelt.
Der Kanister 222 beinhaltet ferner den Entlüftungsanschluss 306, durch den der Kanister 222 gelüftet wird. Dazu gehört das Ansaugen von Luft in den Kanister 222 aus der Atmosphäre über den Entlüftungsanschluss 306 zum Desorbieren gespeicherter Kraftstoffdämpfe aus dem Adsorptionsmittel des Kanisters, wenn die Kraftstoffdämpfe zum Motoreinlass gespült werden. Dazu gehört außerdem das Leiten von Luft, aus der am Kanister 222 verdampfte Kohlenwasserstoffe absorbiert wurden, über den Entlüftungsanschluss 306 in die Atmosphäre, wenn der Kanister mit Kraftstoffdämpfen befüllt wird. Der Entlüftungsstrom zwischen dem Kanister und der Atmosphäre wird über das Kanisterentlüftungsventil 229 gesteuert, das in der Lüftungsleitung 227 positioniert ist, die den Entlüftungsanschluss des Kanisters mit der Atmosphäre koppelt.
Der Kanister 222 beinhaltet ferner einen Druckentlastungsanschluss 308, durch den der Kraftstofftank 220 druckentlastet wird, bevor Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird. Anders ausgedrückt wird der Kanister 222 mit Kraftstoffdämpfen befüllt, die während der Druckentlastung über den Druckentlastungsanschluss 308 von dem Kraftstofftank empfangen werden. Der Strom von Kraftstoffdämpfen in den Druckentlastungsanschluss 308 wird über das Dreiwegeventil FTIV 252 gesteuert. Insbesondere kann der Kanister 222 durch den Druckentlastungsanschluss 308 mit Kraftstoffdämpfen befüllt werden, wenn sich das FTIV 252 in einer Position befindet, die den Kraftstofftank 220 mit der Leitung 277 koppelt.
Der Befüllungsanschluss 302 und der Spülanschluss 304 können an einem gemeinsamen Ende des Kanisters 222 positioniert sein, in dieser Schrift am proximalen Ende. Demgegenüber sind der Entlüftungsanschluss 306 und der Druckentlastungsanschluss 308 an einem entgegengesetzten Ende des Kanisters, in dieser Schrift dem distalen Ende, gegenüber dem distalen Ende positioniert. In einem Beispiel kann der Entlüftungsanschluss 306 gegenüber dem Spülanschluss 304 konfiguriert sein. Alternativ kann der Entlüftungsanschluss 306 dem Befüllungsanschluss 302 gegenüber positioniert sein. Der Druckentlastungsanschluss 308 kann an einer dem Befüllungsanschluss 302 gegenüberliegenden Fläche positioniert sein. Des Weiteren kann der Druckentlastungsanschluss senkrecht zum Entlüftungsanschluss 306 an den Kanister 222 gekoppelt sein. Aufgrund der Nähe des Druckentlastungsanschlusses 308 zum Entlüftungsanschluss 306 und zur Entlüftungsleitung 227 sowie aufgrund des kleineren Puffers 312, der den Druckentlastungsanschluss 308 umgibt, im Vergleich zu dem größeren Puffer 310, der den Befüllungsanschluss 302 umgibt, wird die Zeit, welche die Kraftstoffdämpfe benötigen, um durch den Kanister 222 zu strömen, reduziert. Insbesondere werden die Kraftstoffdämpfe, die während der Druckentlastung aus dem Kraftstofftank aufgenommen werden, in der Aktivkohle in dem Pufferbereich 312 adsorbiert, der den Entlüftungsanschluss und den Druckentlastungsanschluss umgibt. Dieser „Kurzkreislauf“-Weg 322 durch den Druckentlastungsanschluss 308 ermöglicht daher eine im Vergeich zu durch den Befüllungsanschluss 302 strömenden Kraftstoffdämpfen (als Weg 320 gezeigt) schnellere Druckentlastung in dem Kraftstofftank.
In einigen Beispielen kann der Druckentlastungsanschluss 308 zudem eine größere Öffnung und einen größeren Durchlass aufweisen als der Befüllungsanschluss 302. Demzufolge kann der Druckentlastungsanschluss 308 so konfiguriert sein, dass eine höhere Strömungsrate der Kraftstoffdämpfe ermöglicht wird als durch den Befüllungsanschluss 302.
Das FTIV 252 ist als Dreiwegeventil konfiguriert und koppelt den Kraftstofftank 220 selektiv entweder mit dem Befüllungsanschluss 302 oder mit dem Druckentlastungsanschluss 308. Wenn es in eine Position 450 betätigt wurde, ist das FTIV 252 geschlossen, wodurch der Kanister 222 gegen den Kraftstofftank 220 abgedichtet ist. Bei Betätigung in eine Position 352 ist der Kanister 222 am Befüllungsanschluss 302 mit dem Kraftstofftank 220 gekoppelt. Bei Betätigung in eine Position 354 ist der Kanister 222 am Druckentlastungsanschluss 308 mit dem Kraftstofftank 220 gekoppelt.
In Ausführungsformen des Verdunstungsemissionssystems, die mehrere Kanister aufweisen, wie bei Ausführungsform 400 in 4 gezeigt, kann nur der stromabwärtigste Kanister als ein Kanister mit vier Anschlüssen konfiguriert sein, der einen Druckentlastungsanschluss aufweist. Die Ausführungsform 400 beinhaltet drei Kanister 222A-C, die in Reihe verbunden sind, wobei nur der Kanister 222C mit einem Druckentlastungsanschluss konfiguriert ist. Andere Ausführungsformen können weniger oder mehr Kanister beinhalten. Der Spülanschluss 404A des Kanisters 222A ist über die Spülleitung 228 und das Spülventil 261 direkt mit dem Motoreinlass gekoppelt. Demgegenüber werden die Spülanschlüsse 404B und 404C bzw. die Kanister 222B und 222C geschlossen gehalten. Der Entlüftungsanschluss 406C des Kanisters 222C ist über die Lüftungsleitung 227 und das Entlüftungsventil 229 direkt mit der Atmosphäre gekoppelt. Der Befüllungsanschluss 402A des Kanisters 222A ist über das FTIV 252 direkt mit dem Kraftstofftank gekoppelt. Demgegenüber ist der Kanister 222A über den Entlüftungsanschluss 406A (des Kanisters 222A) und den Befüllungsanschluss 402B (des Kanisters 222B) mit dem Kanister 222B gekoppelt. Gleichermaßen ist der Kanister 222B über den Entlüftungsanschluss 406B (des Kanisters 222B) und den Befüllungsanschluss 402C (des Kanisters 222C) mit dem Kanister 222C gekoppelt. Der Kraftstofftank 220 ist zudem über das FTIV 252 mit dem Druckentlastungsanschluss 408 des Kanisters 222C gekoppelt. Auf diese Weise ist nur durch Kanister 222C ein Kurzkreislaufweg 422 bereitgestellt, während ein längerer Druckentlastungsweg durch aufeinanderfolgendes Leiten von Kraftstoffdämpfen durch den Kanister 222A, dann 222B und dann 222C über den Befüllungsanschluss 402A bereitgestellt wird.
Während Betankungsereignissen und wenn der Druck in dem Kraftstofftank 220 über einem Druckschwellenwert liegt, kann das FTIV 252 entweder in Position 352 oder in Position 354 betätigt werden, um den Druck in dem Kraftstofftank 220 auf den Druckschwellenwert zu verringern, indem Kraftstofftankdämpfe entweder über den Befüllungsanschluss 302 (oder 302A) oder über den Druckentlastungsanschluss 308 (oder 408) in den Kanister 222 abgelassen werden. Da der Druckentlastungsanschluss 308, 408 einen größeren Öffnungsdurchmesser aufweist als den Öffnungsdurchmesser des Befüllungsanschlusses 302, 302A aufweist, kann der Druck in dem Kraftstofftank durch Druckablassung durch den Anschluss 308, 408 schneller entladen werden. Die Druckentlastung durch den Anschluss 308, 408 beinhaltet ein Betätigen des FTIV 252 in die Position 354. Das Entlüften über den Druckentlastungsanschluss 308, 408 kann durchgeführt werden, wenn die Kanisterbefüllung unter einer Schwellenbefüllung liegt und wenn die Umgebungstemperatur höher ist. Demgegenüber kann der Befüllungsanschluss 302, 302A einen kleineren Öffnungsdurchmesser aufweisen, sodass der Druck in dem Kraftstofftank durch Druckentlastung durch den Anschluss 302, 302A unter Umständen langsamer abgelassen wird. Das Druckentlasten durch den Befüllungsanschluss 302, 302A kann ein Betätigen des FTIV 252 in die Position 352 beinhalten. Das Entlüften über den Befüllungsanschluss 302, 302A kann durchgeführt werden, wenn die Kanisterbefüllung über einer Schwellenbefüllung liegt (sodass plötzliche Schwankungen nicht zu Luft-Kraftstoff-Wanderungen oder unerwünschten Emissionen führen) und wenn die Umgebungstemperatur niedriger ist.
In noch weiteren Beispielen kann die Steuerung, um den Druck in dem Kraftstofftank 220 auf den Druckschwellenwert zu senken, zunächst das FTIV 252 auf Position 352 einstellen, um den Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss 308, 408 schnell bis zu einem ersten Schwellendruck von Druck zu entlasten, und dann das FTIV 252 auf Position 354 einstellen, um den Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss 302, 302A mit einer langsameren Rate bis zu einem zweiten Schwellendruck von Druck zu entlasten, der unter dem ersten Schwellendruck liegt.
Beispielsweise können, wenn sich das FTIV 252 in einer ersten (geschlossenen) Position 350 befindet, Kraftstofftankdämpfe (einschließlich Betriebsverlust- und Tagesverlustdämpfen) in dem Kraftstofftank zurückgehalten werden, wie etwa im Leerraum des Kraftstofftanks. Das FTIV 252 kann während der meisten Motorvorgänge normalerweise geschlossen sein. Das FTIV 252 kann in eine zweite (offene) Position 352 betätigt werden, in der Kraftstofftankdämpfe über den Befüllungsanschluss 302 und die Leitung 276 (oder den Befüllungsanschluss 302A und die Leitung 476) in den Kanister 222 gelenkt werden. Das FTIV 252 kann aus der geschlossenen Position 350 in die erste Position 352 bewegt werden, während Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird. Das FTIV 252 kann zudem in die erste Position bewegt werden, wenn eine Druckentlastung in dem Kraftstofftank erforderlich ist, während die Kanisterbefüllung erhöht ist. Indem Kraftstoffdämpfe unter diesen Bedingungen über den Befüllungsanschluss 302 zum Kanister gelenkt werden, kann der größere Puffer 310, der dem Befüllungsanschluss zugeordnet ist, genutzt werden, um das Auftreten potenzieller Kraftstoffdampfspitzen zu reduzieren.
Das FTIV 252 kann in eine zweite (offene) Position 354 betätigt werden, in der Kraftstofftankdämpfe über den Druckentlastungsanschluss 308 und die Leitung 277 (oder den Anschluss 408 und die Leitung 477) in den Kanister 222 gelenkt werden. Das FTIV 252 kann in die zweite Position bewegt werden, wenn die Druckentlastung in dem Kraftstofftank erforderlich ist, während die Kanisterbefüllung geringer ist. Indem Kraftstoffdämpfe unter diesen Bedingungen über den Druckentlastungsanschluss 308, 408 in den Kanister gelenkt werden, kann der kürzere Weg zur Entlüftungsleitung, der durch den Druckentlastungsanschluss ermöglicht wird, genutzt werden, um die Druckentlastungszeit des Kraftstofftanks zu beschleunigen und zu ermöglichen, dass früher ein Betankungsereignis eingeleitet wird (bei dem Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird).
5A zeigt eine erste schematische Darstellung 500 des Verdunstungsleckageprüfmoduls (ELCM) 595 in einer ersten Konfiguration, in der ein Kraftstoffdampfkanister (wie etwa der Kanister 222 in 2) des Verdunstungsemissionen-Steuersystems in die Atmosphäre entlüftet wird. 5B zeigt eine zweite schematische Darstellung 550 des ELCM 595 in einer zweiten Konfiguration. Das ELCM 595 kann das ELCM 295 in 2 sein, das zwischen dem Kanister 222 und dem Entlüftungsventil 229 positioniert ist.
Das ELCM 595 beinhaltet ein Umschaltventil (COV) 515, eine Vakuumumpe 530 und einen Drucksensor 596. Die Vakuumpumpe 530 kann eine Umkehrpumpte sein, zum Beispiel eine Flügelpumpe. Das COV 515 kann zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegbar sein. In der ersten Position, wie in 5A gezeigt, kann Luft über den ersten Strömungsweg 520 durch das ELCM 595 strömen. In der zweiten Position, wie in 5B gezeigt, kann Luft über den zweiten Strömungsweg 525 durch das ELCM 595 strömen. Die Stellung des COV 315 kann durch ein Solenoid 510 über eine Druckfeder 505 gesteuert werden. Das ELCM 595 kann zudem eine Referenzöffnung 540 umfassen. Die Referenzöffnung 540 kann einen Durchmesser aufweisen, der der Größe einer zu testenden Schwellenleckage entspricht, zum Beispiel 0,02". In entweder der ersten oder der zweiten Position kann der Drucksensor 596 ein Drucksignal erzeugen, das den Druck innerhalb des ELCM 595 widerspiegelt. Der Betrieb der Pumpe 530 und des Solenoid 510 kann anhand von Signalen gesteuert werden, die von der Steuerung 212 empfangen werden.
Wie in 5A gezeigt, befindet sich das COV 515 in der ersten Konfiguration in der ersten Position und ist die Pumpe 530 abgeschaltet. Diese Konfiguration ermöglicht ein freies Strömen von Luft zwischen der Atmosphäre und dem Kanister über den ersten Strömungsweg 520. Diese Konfiguration kann zum Beispiel während eines Kanisterspülvorgangs oder während anderer Bedingungen verwendet werden, bei denen der Kraftstoffdampfkanister in die Atmosphäre entlüftet werden soll. Nach dem Empfangen einer Anforderung zum Betanken kann das COV 515 in die erste Position (erste Position des ELCM) betätigt werden, um den Luftstrom durch den Kanister und das Entlüften des Betankungsdampfs aus dem Kraftstofftank in den Kanister zu erleichtern.
Wie in 5B gezeigt, befindet sich das COV 515 in der zweiten Position und ist die Pumpe 530 in einer ersten Richtung angeschaltet. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Pumpe 530 über die Entlüftungsleitung 227 ein Vakuum auf das Kraftstoffsystem 218 zieht. In Beispielen, in denen das Kraftstoffsystem 218 das FTIV 252 beinhaltet, kann das FTIV 252 geöffnet werden, um zu ermöglichen, dass die Pumpe 530 ein Vakuum auf den Kraftstofftank 220 zieht. Der Luftstrom durch das ELCM 595 in dieser Konfiguration ist anhand von Pfeilen dargestellt. In dieser Konfiguration sollte, wenn die Pumpe 530 ein Vakuum an dem Kraftstoffsystem 518 erzeugt, das Fehlen von unerwünschten Verdunstungsemissionen aus dem System ermöglichen, dass das Vakuumniveau in dem ELCM 595 den zuvor bestimmten Vakuumschwellenwert unter Verwendung der Referenzöffnung 540 erreicht oder überschreitet. Im Falle einer Lücke des Verdunstungsemissionssystems, die größer als die Referenzöffnung ist, zieht die Pumpe nicht auf das Referenzprüfvakuumniveau herunter, und unerwünschte Verdunstungsemissionen können angegeben werden.
Auf diese Weise ermöglichen die Komponenten der 1-5A, B ein Verdunstungsemissionssystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank, der einen Drucksensor beinhaltet, einen Kraftstoffdampfkanister, der einen Befüllungsanschluss, der über eine erste Leitung an einen Kraftstofftank gekoppelt ist, einen Druckentlastungsanschluss, der über eine zweite Leitung an den Kraftstofftank gekoppelt ist, einen Entlüftungsanschluss, der über eine Entlüftungsleitung an die Atmosphäre gekoppelt ist, und einen Spülanschluss, der über eine Spülleitung an einen Motoreinlass gekoppelt ist, aufweist, und ein Ventil, das den Kanister an den Kraftstofftank koppelt, wobei das Ventil zwischen einer ersten, zweiten und dritten Position betätigt werden kann, und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Betätigung einer an ein Fahrzeugarmaturenbrett gekoppelten Betankungstaste durch einen Bediener und darauf, dass ein Kraftstofftankdruck bei der Betätigung durch den Bediener höher als ein erster Schwellendruck ist, das Ventil in die zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks zu befehlen, indem Kraftstofftankdämpfe zu dem Druckentlastungsanschluss des Kanisters entlang der zweiten Leitung geleitet werden, wenn die Kanisterbefüllung unter einer Schwellenbefüllung liegt, und als Reaktion auf eine Druckänderung unter einem ersten Schwellenwert anzugeben, dass das Ventil in der dritten, geschlossenen Position festsitzt.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Druckentlasten eines Kraftstofftanks vor einem Betankungsereignis in einem Hybridfahrzeug gezeigt, das einen Kanister mit mehreren Anschlüssen (wie etwa den Kanister 222 in 2) und ein Mehrwege-Absperrventil (wie etwa das FTIV 252 in 2) beinhaltet. Das Verfahren ermöglicht eine Diagnose des FTIV und eines Befüllungsanschlusses des Kanisters. Die Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 600 können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Fahrzeugssystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Aktoren des Fahrzeugsystems einsetzen, um eine Fahrzeuganzeige gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 602 beinhaltet das Verfahren Bestätigen, ob ein Betanken angefordert wurde. In einem Beispiel kann das Betanken durch einen Fahrzeugführer durch Betätigen einer Betankungstaste in einem Fahrzeugarmaturenbrett oder einer Fahrzeuganzeige angefordert werden. Zum Beispiel kann der Bediener das Betanken über die Betankungstaste 197 am Armaturenbrett 197 aus 1 anfordern. Wenn kein Betanken angefordert wurde, kann bei 604 eine Steuerung den Eingriff einer Betankungsverriegelung des Kraftstoffsystems aufrechterhalten, um zu verhindern, dass Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird. Zusätzlich kann die Steuerung ein FTIV in einer geschlossenen Position halten, um den Kraftstofftank gegen den Kraftstoffdampfkanister abzudichten. Infolgedessen werden in dem Kraftstofftank (z. B. durch Tageszyklen oder Betriebsverlust) erzeugte Kraftstoffdämpfe in dem Kraftstofftank zurückgehalten. Das Halten des FTIV in der geschlossenen Position kann ein Halten des Dreiwege-FTIV in einer geschlossenen Position, in der ein Zugang vom Kraftstofftank zu beiden Leitungen 276 und 277 des Kanisters gesperrt ist, beinhalten, wobei die Leitungen den Kraftstofftank an den Kanister koppeln.
Wenn eine Betankungsanforderung bestätigt wird, beinhaltet das Verfahren bei 606 Schätzen eines Kraftstofftankdrucks, wie etwa über einen an den Kraftstofftank gekoppelten Kraftstofftankdruckwandler (wie etwa der FTPT 291 in 2). Alternativ kann der Kraftstofftankdruck auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa der Dauer und Last des Motorbetriebs, und einer Kraftstoffverbrauchsrate abgeleitet werden.
Bei 608 beinhaltet das Verfahren Vergleichen des geschätzten Kraftstofftankdrucks (fuel tank pressure - FTP) mit einem ersten Nichtnull-Schwellendruck (Schwellenwert P). Der erste Schwellendruck kann einem Druckpegel entsprechen, über dem die Integrität des Kraftstofftanks beeinträchtigt sein kann, wie etwa durch Vorliegen eines übermäßigen Kraftstofftankdrucks. Der Schwellenwert kann auf der Größe, den Abmessungen und der Konfiguration des Kraftstofftanks sowie auf dem Material, aus dem der Kraftstofftank hergestellt ist, beruhen. Außerdem kann der erste Schwellendruck von der in den Kraftstofftank aufgenommenen Kraftstoffart (z. B. Oktanzahl oder Alkoholgehalt) abhängig sein. Wenn der Kraftstofftankdruck nicht über dem ersten Schwellendruck liegt, geht das Verfahren zu 626 über, um die Betankungsverriegelung des Kraftstoffsystems zu lösen, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff in den Kraftstofftank aufgenommen wird.
Wenn dagegen der Kraftstofftankdruck über dem ersten Schwellendruck liegt (oder wenn die Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstofftankdruck und dem ersten Schwellendruck größer als eine Schwellendifferenz ist), beinhaltet das Verfahren bei 610 Schätzen der Kanisterbefüllung und Vergleichen derselben mit einer Schwellenbefüllung (Schwellenwert _L). In einem Beispiel wird die Kanisterbefüllung auf Grundlage einer Rückmeldung von einem Kanistersensor, wie etwa einem Drucksensor, einem Kohlenwasserstoffsensor usw., abgeleitet. In einem anderen Beispiel wird die Kanisterbefüllung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa einer Motorbetriebsdauer seit einer letzten Spülung des Kanisters, und einer durchschnittlichen Motorlast und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Verbrennung während dieser Dauer abgeleitet. Darüber hinaus kann neben dem HC-Sensor und dem Drucksensor auch ein in das Kohlenstoffbett eingebetteter Temperatursensor verwendet werden, um den Befüllungszustand des Kanisters zu schätzen. In Ausführungsformen, die mehrere aneinandergereihte Kanister beinhalten, kann eine durchschnittliche Kanisterbefüllung aller Kanister geschätzt werden. Alternativ kann die Kanisterbefüllung eines Endkanisters, der einen Druckentlastungsanschluss aufweist, geschätzt werden. In einigen Beispielen kann es sich bei der Kanisterbefüllung um eine Nichtnull-Befüllung handeln, unter der die Entlüftungsseite des Kanisters frei von Dämpfen ist. Andernfalls würde die Druckentlastung dazu führen, dass Dampf in die Atmosphäre entweicht. In einem Beispiel kann die Kanisterbefüllung die Schwellenbefüllung überschreiten, wenn das Fahrzeug mehrere Tage lang in der Sonne geparkt war, während das FTIV geöffnet war oder das FTIV undicht war. Wie nachstehend ausgeführt, kann eine beschleunigte Druckentlastung nur zugelassen werden, wenn der Endpuffer des Kanisters in der Lage ist, die druckentlasteten Dämpfe zu adsorbieren.
Wenn die Kanisterbefüllung unter der Schwellenbefüllung liegt, geht das Verfahren zu 612 über, um den Kraftstofftank durch Leiten von Tankdämpfen in den Kanister über einen Druckentlastungsanschluss (wie etwa Anschluss 308 in 2) von Druck zu entlasten. Dies beinhaltet Betätigen des FTIV in eine zweite offene Position (wie etwa die Position 354 in den 3-4), die den Kraftstofftank an den Druckentlastungsanschluss des Kanisters (oder den Druckentlastungsanschluss des am weitesten stromabwärts gelegenen Kanisters in einer Anordnung mit mehreren Kanistern) koppelt. Außerdem kann, um den Kanister während der Druckentlastung zu entlüften, ein Crossover-Ventil (COV) in einem Verdunstungsleckageprüfmodul (ELCM), das in der Entlüftungsleitung untergebracht ist, in eine erste Position betätigt werden, sodass das ELCM-System in einer ersten Konfiguration betrieben werden kann, wie in 5A gezeigt. In der ersten Konfiguration wird der Kraftstoffdampfkanister in die Atmosphäre entlüftet, da Luft frei zwischen der Atmosphäre und dem Kanister strömen kann. Außerdem kann in dieser Konfiguration die Pumpe des ELCM-Systems in einer inaktiven Position gehalten werden.
Der Kraftstofftank wird druckentlastet, während eine Betankungsverriegelung in Eingriff gehalten wird. Während die Betankungsverriegelung in Eingriff gehalten wird, wird verhindert, dass Kraftstoff in den Kraftstofftank hinzugefügt wird, bis der Kraftstofftank ausreichend druckentlastet wurde. Demzufolge wird der Bediener oder Tankwart, der den Kraftstoff hinzufügt, davor geschützt, mit Kraftstoffnebel besprüht zu werden.
Bei 616 kann der Kraftstoffsystemdruck über einen Kraftstofftankdrucksensor (wie etwa den FTPT 291 in 6) während der Druckentlastung des Tanks über den Druckentlastungsanschluss überwacht werden. Wie in 7 beschrieben, kann der während der Druckentlastung des Kraftstofftanks überwachte Druck zur Diagnose des FTIV und des COV in dem in der Entlüftungsleitung untergebrachten ELCM verwendet werden.
Zurückkehrend zu Schritt 610, wenn die Kanisterbefüllung über der Schwellenbefüllung liegt, geht das Verfahren zu 614 über, um den Kraftstofftank durch Leiten von Tankdämpfen in den Kanister über einen Befüllungsanschluss von Druck zu entlasten. Dies beinhaltet ein Betätigen des FTIV in eine erste offene Position (wie etwa die Position 352 in den 3-4), die den Kraftstofftank an den Befüllungsanschluss des Kanisters (oder den Befüllungsanschluss des am weitesten stromaufwärts gelegenen Kanisters in einer Anordnung mit mehreren Kanistern) koppelt. Außerdem kann, um den Kanister während der Druckentlastung zu entlüften, das COV in dem ELCM, das in der Entlüftungsleitung untergebracht ist, in eine erste Position betätigt werden, sodass das ELCM-System in einer ersten Konfiguration betrieben werden kann, wie in 5A gezeigt. In der ersten Konfiguration wird der Kraftstoffdampfkanister in die Atmosphäre entlüftet, da Luft frei zwischen der Atmosphäre und dem Kanister strömen kann. Außerdem kann in dieser Konfiguration die Pumpe des ELCM-Systems in einer inaktiven Position gehalten werden. Während der Druckentlastung des Kraftstofftanks wird die Betankungsverriegelung in Eingriff gehalten, sodass kein Kraftstoff über ein Einfüllrohr in den Kraftstofftank abgegeben werden kann.
Bei 618 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob der Druck in dem Kraftstofftank, wie über den FTPT geschätzt, abnimmt, wenn der Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss des Kanisters druckentlastet wird. Ein Druckabfall kann durch eine signifikante Abnahme (wie etwa mindestens 10 % Abnahme) des Drucks in dem Kraftstofftank über eine Schwellendauer ungleich null bestätigt werden. Die Schwellendauer kann auf einem anfänglichen Kraftstofftankdruck zu Beginn der Druckentlastung und einer Kanisterbefüllung basieren. Ferner kann ein Druckabfall durch eine Rate einer Druckabnahme über einem ersten Schwellenwert bestätigt werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht abnimmt, während der Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss des Kanisters druckentlastet wird, kann abgeleitet werden, dass aufgrund einer Blockierung in dem Befüllungsanschluss oder einer ersten Leitung (wie etwa der ersten Leitung 276 in den 2-3), die das FTIV mit dem Befüllungsanschluss verbindet, kein Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank zu dem ersten Puffer in dem Kanister über den Befüllungsanschluss geleitet wird. Die Blockierung in dem Befüllungsanschluss kann aufgrund von Kohlenstoffstaub, Umgebungsstaub, flüssigem Kraftstoff, der den Anschluss oder die erste Leitung verstopft, entstehen. Bei 620 kann ein Flag gesetzt werden, das eine Blockierung in dem Befüllungsanschluss des Kanisters oder der ersten Leitung angibt. Da der Befüllungsanschluss blockiert ist, kann der Kraftstofftank nicht über den Befüllungsanschluss druckentlastet werden. Daher kann die Routine als Reaktion auf die Erkennung einer Blockierung des Befüllungsanschlusses auch während einer Kanisterbefüllung über einem Schwellenwert zu 612 übergehen, wo der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss druckentlastet wird.
Wenn bei 618 bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank abfällt, kann die Routine zu 622 übergehen, um zu bestätigen, ob die Druckentlastung in dem Kraftstofftank abgeschlossen ist. In einem Beispiel kann die Druckentlastung bestätigt werden, wenn der Kraftstofftankdruck unter dem ersten Schwellendruck Schwellenwert P liegt. In einem weiteren Beispiel, bei dem der Schwellendruck (Schwellenwert _P) ein oberer Schwellenwert ist, kann die Steuerung bestätigen, dass der Kraftstofftankdruck von einem Druck über dem oberen Schwellenwert auf einen Druck unter einen unteren Schwellenwert abgefallen ist. Wenn der Kraftstofftank bei 624 nicht ausreichend druckentlastet wurde, beinhaltet das Verfahren ein Fortsetzen der Druckentlastung des Kraftstofftanks durch Leiten von Kraftstoffdämpfen in den Kanister durch den Befüllungsanschluss (bei 614), während die Betankungsverriegelung in Eingriff gehalten wird.
Nachdem der Tank vollständig druckentlastet wurde, kann die Steuerung bei 626 Signale zum Lösen der Betankungsverriegelung bereitstellen, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff in den Kraftstofftank aufgenommen wird. Das FTIV kann in der ersten, offenen Position gehalten werden, um Betankungsdämpfe, die erzeugt werden, während Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird, über den Befüllungsanschluss in den Kanister zu leiten. Auf diese Weise werden Betankungsdämpfe, die erzeugt werden, während Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird, aufgefangen und zur späteren Spülung in dem Kraftstoffdampfkanister zurückgehalten.
Der Druck in dem Kraftstofftank kann während des Betankens über den FTPT überwacht werden. Wie in 8 beschrieben, kann der während des Betankens des Kraftstofftanks überwachte Druck auch zur Diagnose des FTIV verwendet werden.
7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 700 zum Druckentlasten des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss vor einem Betankungsereignis in einem Hybridfahrzeug und zum Ausführen einer Diagnose des FTIV. Das Verfahren 700 kann Teil des Verfahrens 600 sein und kann bei Schritt 616 in 6 ausgeführt werden.
Bei 702 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob der Druck in dem Kraftstofftank, wie über den FTPT geschätzt, abfällt, während der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss des Kanisters druckentlastet wird. Ein Druckabfall kann durch eine signifikante Abnahme (wie etwa mindestens 10 % Abnahme) des Drucks in dem Kraftstofftank über eine Schwellendauer ungleich null bestätigt werden. Die Schwellendauer kann auf einem anfänglichen Kraftstofftankdruck zu Beginn der Druckentlastung und einer Kanisterbefüllung basieren. Ferner kann ein Druckabfall durch eine Rate einer Druckabnahme über einem ersten Schwellenwert bestätigt werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht abfällt, während der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss druckentlastet wird, kann angegeben werden, dass Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank nicht über den Druckentlastungsanschluss in den zweiten Pufferbereich des Kanisters strömen kann. Bei 703 kann ein Flag gesetzt werden, das angibt, dass das FTIV in einer geschlossenen Position festsitzt und die Druckentlastung des Kraftstofftanks nicht durchgeführt werden kann.
In einem Beispiel kann, wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht abfällt, während der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss druckentlastet wird, die Druckentlastung über den Befüllungsanschluss versucht werden und die Routine kann zu Schritt 614 übergehen. Das FTIV kann in eine erste Position betätigt werden, um den Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss von Druck zu entlasten. Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht abnimmt, selbst nachdem versucht wurde, den Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss von Druck zu entlasten, kann bestätigt werden, dass das FTIV in der geschlossenen Position festsitzt.
Als Reaktion auf die Angabe, dass das FTIV in der geschlossenen Position festsitzt, kann dem Bediener über das Fahrzeugarmaturenbrett und/oder über eine intelligente Vorrichtung (wie etwa ein Smartphone) ein Code/eine Nachricht angezeigt werden, um den Bediener zu warnen, dass das Betanken mit dem unter Druck stehenden Tank eingeleitet würde. Die Kraftstoffzufuhr kann mit dem unter Druck stehenden Kraftstofftank eingeleitet werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht abnimmt, während der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss druckentlastet wird, beinhaltet die Routine bei 704 Bestimmen, ob die Rate des Druckabfalls höher als eine zweite Schwellenrate des Druckabfalls ist. Die zweite Schwellenrate kann höher als die erste Schwellenrate sein. Ferner kann die Routine Bestimmen beinhalten, ob eine Dauer der Druckentlastung des Kraftstofftanks geringer als eine Schwellendauer ist. In einem Beispiel kann die Schwellendauer 2 Sekunden betragen.
Wenn bestimmt wird, dass die Druckabfallrate geringer als die zweite Schwellenrate ist und/oder die Druckentlastungsdauer des Kraftstofftanks länger als die Schwellendauer ist, beinhaltet die Routine bei 706 Angeben einer möglichen Blockierung in einem oder mehreren von einem Crossover-Ventil (COV) eines Verdunstungsleckageprüfmoduls (ELCM), das in der Entlüftungsleitung untergebracht ist, und dem FTIV. Wenn das COV blockiert ist, erhöht eine Einschränkung in der Entlüftungsleitung die Zeit für die Druckentlastung. Ferner kann, wenn das FTIV in der ersten, offenen Position (Kommunikation zwischen Kraftstofftank und Befüllungsanschluss des Kanisters) festsitzt, die Druckentlastungsrate über den Druckentlastungsanschluss aufgrund des Fehlens einer Kommunikation zwischen dem Kraftstofftank und dem Druckentlastungsanschluss über das FTIV abnehmen. Die Art der Beeinträchtigung, die die geringere Druckentlastungsrate verursacht, kann während des Betankens gelöst werden, wie in 8 herausgearbeitet. Die Routine kann dann zu Schritt 708 übergehen. Wenn bestimmt wird, dass die Druckabfallrate höher als die zweite Schwellenrate ist und/oder die Dauer der Druckentlastung des Kraftstofftanks geringer als die Schwellendauer ist, kann die Routine ebenfalls zu 708 übergehen.
Bei 708 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob die Druckentlastung abgeschlossen ist. Der Abschluss der Druckentlastung kann als Reaktion darauf bestätigt werden, dass sich der Druck in dem Kraftstofftank auf den ersten Nichtnull-Schwellendruck (Schwellenwert _P) reduziert hat. Schwellenwert P kann einem Druckniveau entsprechen, über dem die Integrität des Kraftstofftanks beeinträchtigt sein kann, wie etwa, da ein übermäßiger Kraftstofftankdruck vorliegt. Der erste Schwellenwert kann auf der Größe, den Abmessungen und der Konfiguration des Kraftstofftanks sowie auf dem Material, aus dem der Kraftstofftank hergestellt ist, beruhen. Außerdem kann der Schwellendruck von der in den Kraftstofftank aufgenommenen Kraftstoffart (z. B. Oktanzahl oder Alkoholgehalt) abhängig sein. Wenn bestimmt wird, dass die Druckentlastung nicht abgeschlossen ist, wie etwa, wenn der Kraftstofftankdruck weiterhin über Schwellenwert P liegt, kann die Druckentlastung des Kraftstofftanks bei 709 fortgesetzt werden, indem Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss in den Kanister geleitet wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Druckentlastung abgeschlossen ist, kann die Steuerung bei 710 Signale zum Lösen der Betankungsverriegelung bereitstellen, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff in den Kraftstofftank aufgenommen wird. Außerdem kann das FTIV in eine erste, offene Position bewegt werden, die Betankungsdämpfe, die erzeugt werden, während Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird, über den Befüllungsanschluss in den Kanister leitet. Zum Beispiel kann das FTIV in die Position 352 aus den 3-4 betätigt werden. Auf diese Weise werden Betankungsdämpfe, die erzeugt werden, während Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben wird, aufgefangen und zur späteren Spülung in dem Kraftstoffdampfkanister zurückgehalten. Kraftstoff kann dann durch einen Benutzer in den Kraftstofftank abgegeben werden.
Bei 712 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob die Kraftstoffzufuhr vorzeitig abgeschaltet wurde. Eine Spitze des Kraftstofftankdrucks kann dazu führen, dass die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet wird, bevor ein maximaler Kraftstoffstand während des Betankens erreicht wird. In einem Beispiel wird während des Betankens Luft aus der Entlüftungsleitung durch das COV des ELCM-Systems angesaugt, wobei sich das COV in einer ersten Position befindet (wie etwa in 5A gezeigt). Wenn das COV jedoch in einer zweiten Position festsitzt, wie in 5B gezeigt, kann Luft nicht frei durch das ELCM-System in die Entlüftungsleitung eintreten. Wenn Frischluft, die den Kanister über die Entlüftungsleitung erreicht, fehlt, kann der Kanister während des Betankens möglicherweise nicht entlüftet werden, was zu Druckspitzen in dem Kraftstofftank führen kann, auch wenn der Kraftstofftank nicht voll ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Kraftstoffzufuhr während der Kraftstoffzufuhr nicht vorzeitig abgeschaltet wurde, kann abgeleitet werden, dass der Kanister über das ELCM-System und die Entlüftungsleitung effektiv entlüftet werden kann. Bei 714 kann angegeben werden, dass das ELCM-COV nicht in der geschlossenen Position festsitzt (wie etwa in der zweiten Position, wie in 5B gezeigt) und dass Luft frei durch das ELCM-System strömen kann. Die Routine kann dann zu Schritt 718 übergehen und der Kraftstoffsystemdruck kann weiterhin während des Betankens überwacht werden. Details der Überwachung und Diagnose des FTIV sind in 8 gezeigt.
Wenn bestimmt wird, dass es während des Betankens eine oder mehrere vorzeitige Abschaltungen gibt, kann abgeleitet werden, dass der Kanister aufgrund eines blockierten COV nicht entlüftet wird. Bei 716 kann ein Flag gesetzt werden, das angibt, dass das ELCM-COV geschlossen ist, wie etwa in der zweiten Position festsitzt, selbst wenn es in die erste Position befohlen wurde.
Als Reaktion auf die Angabe, dass das COV in der geschlossenen Position festsitzt, kann dem Bediener über das Fahrzeugarmaturenbrett und/oder über eine intelligente Vorrichtung (wie etwa ein Smartphone) ein Code/eine Nachricht angezeigt werden, um den Bediener zu warnen, dass während des Betankens eine vorzeitige Abschaltung auftreten kann und dass es länger dauern kann, den Kraftstofftank zu füllen. Außerdem kann, wenn das Betanken an einer intelligenten Tankstellenkraftstoffpumpe durchgeführt wird, wo die Kraftstoffpumpe kommunikativ mit der Fahrzeugsteuerung verbunden ist, die Steuerung eine Anforderung an die Kraftstoffpumpe senden, um die Strömungsrate von Kraftstoff in den Kraftstofftank zu reduzieren, um die Möglichkeit eines Zurückspritzens von Kraftstoff während vorzeitiger Abschaltungen zu reduzieren.
Der Benutzer, der den Tank nachfüllt, kann nach einer vorzeitigen Abschaltung die Abgabe von Kraftstoff in den Kraftstofftank wiederaufnehmen. Die Routine kann dann zu 718 übergehen und der Kraftstoffsystemdruck kann während des verbleibenden Betankens überwacht werden.
8 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Diagnostizieren eines FTIV während des Betankens eines Kraftstofftanks. Das Verfahren 800 kann Teil des Verfahrens 700 sein und kann bei Schritt 718 in 7 ausgeführt werden. Bei 802 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens niedriger als ein zweiter Schwellendruck ist. Während des Betankens kann sich der Druck in dem Kraftstofftank bei einem Betankungsdruck (Druckplateau) stabilisieren. Das Druckplateau kann auf der Füllrate des Kraftstofftanks basieren. In einem Beispiel kann das Druckplateau in einem Bereich von 4-6 inH20 liegen. Der zweite Schwellendruck kann niedriger sein als ein Druckplateau, das der Füllrate entspricht. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Lookup-Tabelle verwenden, um den zweiten Schwellendruck auf Grundlage der Füllrate mit der Füllrate als Eingabe und dem zweiten Schwellendruck als Ausgabe zu bestimmen.
Wenn bestimmt wird, dass das Druckplateau in dem Kraftstofftank während des Betankens niedriger als der Betankungsschwellendruck ist, kann abgeleitet werden, dass das FTIV in der zweiten, offenen Position festsitzt, wobei der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss in den zweiten Puffer des Kanisters entlüftet wird anstelle eines Entlüftens in den ersten Puffer über den Befüllungsanschluss. Bei 804 kann ein Flag gesetzt werden, das angibt, dass das FTIV in der zweiten Position festsitzt. Das Druckplateau unter dem zweiten Schwellenwert kann aufgrund des Verlusts der resistiven Kohlenstoffschicht in dem zweiten Puffer verursacht werden. Als Reaktion auf die Angabe, dass das FTIV in der zweiten, offenen Position festsitzt, kann eine Kraftstoffmenge, die während des Betankens abgegeben werden kann, auf einen Schwellenstand begrenzt werden, wobei der Schwellenstand unter dem maximalen Füllstand liegt, der in dem Kraftstofftank erreicht werden kann (Kapazität des Tanks). Ein Code/eine Nachricht kann dem Bediener über das Fahrzeugarmaturenbrett und/oder über eine intelligente Vorrichtung (wie etwa ein Smartphone) angezeigt werden, um den Bediener zu warnen, dass das Betanken auf den Schwellenstand (und nicht den maximalen Füllstand) beschränkt wäre und das Fahrzeug gewartet werden muss.
Die Routine kann dann zu Schritt 812 übergehen.
Wenn bestimmt wird, dass das Druckplateau in dem Kraftstofftank während des Betankens höher als der Betankungsschwellendruck ist, kann abgeleitet werden, dass die Betankungsdämpfe über den Befüllungsanschluss an den ersten Puffer des Kanisters übertragen werden. Bei 806 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob geschätzt wurde, dass die Druckabfallrate in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unmittelbar vor dem Betanken niedriger als die zweite Schwellenrate der Abnahme des Kraftstofftankdrucks ist (wie in Schritt 704 in 7 bestimmt). Wie in 6 und 7 herausgearbeitet, kann der Kraftstofftank über den Druckentlastungsanschluss als Reaktion auf eine Anforderung zum Nachfüllen des Kraftstofftanks druckentlastet werden. Ferner kann die Routine Bestimmen beinhalten, ob eine Dauer der Druckentlastung des Kraftstofftanks geringer als eine Schwellendauer ist. In einem Beispiel kann die Schwellendauer 2 Sekunden betragen.
Wenn bestimmt wird, dass die Druckabfallrate in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unmittelbar vor dem Betanken höher als die zweite Schwellenrate des Druckabnahme war und das Druckplateau in dem Kraftstofftank während des Betankens höher als der zweite Schwellendruck ist, kann abgeleitet werden, dass das Kraftstoffsystem stabil ist. Bei 808 kann angegeben werden, dass das FTIV in keiner Position festsitzt und zwischen einer geschlossenen Position, einer ersten offenen Position und einer zweiten offenen Position betätigbar ist. Die Routine kann dann zu Schritt 812 übergehen.
Wenn bestimmt wird, dass, obwohl das Druckplateau in dem Kraftstofftank während des Betankens höher als der zweite Schwellendruck ist, die Druckabfallrate in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unmittelbar vor dem Betanken niedriger als die zweite Schwellenrate des Druckabnahme war, kann abgeleitet werden, dass das FTIV für die Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss nicht in die befohlene zweite Position betätigt werden konnte. Bei 810 kann angegeben werden, dass das FTIV in der ersten, offenen Position festsitzt, was dazu führt, dass der Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss des Kanisters anstelle des beabsichtigten Druckentlastungsanschlusses langsamer druckentlastet wird. Wenn das FTIV aus der ersten Position in die zweite Position betätigt wurde, würde das FTIV in der ersten Position bleiben. Das in der ersten Position verbleibende FTIV hat während des Betankens keine nachteilige Wirkung, da die Betankungsdämpfe über den Befüllungsanschluss in den Kanister entlüftet werden. Die Routine kann dann zu Schritt 812 übergehen.
Bei 812 wird bestimmt, ob das Betanken abgeschlossen ist, wie es der Fall sein kann, wenn der Kraftstofftank einen Füllstand erreicht, der einer maximalen Kapazität des Kraftstofftanks entspricht. Wenn angegeben wird, dass das FTIV in der zweiten Position festsitzt, kann bestimmt werden, dass das Betanken abgeschlossen ist, wenn der Kraftstofftank einen Füllstand erreicht, der dem Schwellenkraftstoffstand entspricht (niedriger als die maximale Kapazität). Ist dies nicht der Fall, kann die Steuerung bei 813 das FTIV in der ersten Position offenhalten, die den Kraftstofftank über den Befüllungsanschluss an den Kanister koppelt, und die Betankungsverriegelung gelöst lassen, während über die Tankklappe Kraftstoff in den Kraftstofftank aufgenommen wird. Andernfalls befiehlt die Steuerung bei 814 das FTIV in eine geschlossene Stellung und bringt die Betankungsverriegelung in Eingriff.
Beispielsweise kann das FTIV in die Position 350 der 3-4 betätigt werden. Dadurch wird der Kraftstofftank bis zu einem nachfolgenden Kraftstofftankdruckentlastungs- oder Betankungsereignis gegen den Kanister abgedichtet.
Auf diese Weise kann bei Empfangen einer Anforderung zum Betanken während einer ersten Bedingung ein Kraftstofftankabsperrventil (FTIV) in eine erste Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks betätigt werden, und kann das FTIV während einer zweiten Bedingung zur Druckentlastung des Kraftstofftanks in eine zweite Position betätigt werden, und während der Druckentlastung kann eine Beeinträchtigung des FTIV auf Grundlage einer Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank angegeben werden. Die erste Bedingung kann eine Befüllung unter einem Schwellenwert in einem Kraftstoffdampfkanister beinhalten und das Betätigen des FTIV in die erste Position stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Befüllungsanschluss des Kanisters her. Die zweite Bedingung kann eine Befüllung über dem Schwellenwert in dem Kraftstoffdampfkanister beinhalten und das Betätigen des FTIV in die zweite Position stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Druckentlastungsanschluss des Kanisters her, wobei der Befüllungsanschluss an einem proximalen Ende des Kanisters mit einem Spülanschluss positioniert ist und der Druckentlastungsanschluss an einem distalen Ende des Kanisters mit einem Entlüftungsanschluss positioniert ist.
Unter Bezugnahme auf 9 zeigt das Diagramm 900 ein prophetisches Beispiel für die Diagnose eines Dreiwege-FTIV (wie etwa des FTIV 252 in 2), das während eines Betankungsereignisses zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks über einen Kanister mit 4 Anschlüssen (wie etwa den Kanister 222 in 2) betätigt wird. Die Horizontale (x-Achse) bezeichnet die Zeit und die vertikalen Markierungen tl-t4 identifizieren wichtige Zeitpunkte in der Routine für die FTIV-Diagnose, die als Reaktion auf eine Betankungsanforderung ausgeführt wird.
Der erste Verlauf, Linie 902, stellt eine Betankungsanforderung dar, wie etwa durch ein Drücken einer Betankungstaste an einem Fahrzeugarmaturenbrett durch einen Bediener angegeben. Der zweite Verlauf, Linie 904, zeigt die Kraftstoffdampfbefüllung in der Kanisterbefüllung. Die gestrichelte Linie 903 zeigt eine Schwellenkanisterbefüllung, unter der der Kraftstofftank über einen Druckentlastungsanschluss (wie etwa den Anschluss 308 in 3) in einen zweiten, zusätzlichen Puffer des Kanisters entlüftet werden kann. Der dritte Verlauf, Linie 906, bezeichnet die Position des FTIV. Das FTIV kann zwischen einer ersten, offenen Position, die den Kraftstofftank mit einem Befüllungsanschluss (wie etwa dem Anschluss 302 in 3) des Kanisters fluidverbindet, betätigt werden, wobei eine zweite, offene Position den Kraftstofftank mit dem Druckentlastungsanschluss des Kanisters fluidverbindet und eine dritte geschlossene Position den Kraftstofftank abdichtet. Der vierte Verlauf, Linie 908, stellt einen Kraftstofftankdruck dar, wie er über einen Kraftstofftankdrucksensor (wie etwa den FTPT 291 in 2) geschätzt wird. Ein erster Schwellenkraftstofftankdruck ist durch die gestrichelte Linie 910 gezeigt. Vor der Einleitung des Betankens ist es wünschenswert, dass der Kraftstofftankdruck bei oder unter dem ersten Nichtnull-Schwellendruck liegt. Ein zweiter Schwellenkraftstofftankdruck ist durch die gestrichelte Linie 911 gezeigt. Während des Betankens verharrt der Kraftstofftankdruck in stabilen Kraftstoffsystemen über dem zweiten Nichtnull-Schwellenkraftstofftankdruck. Der fünfte Verlauf, Linie 916, bezeichnet einen Kraftstoffstand in dem Kraftstofftank, wie über einen Kraftstoffstandsensor geschätzt. Die gestrichelte Linie 915 bezeichnet einen maximalen Kraftstoffstand, bis zu dem der Tank gefüllt werden kann. Der sechste Verlauf zeigt ein Flag, das einen Diagnosecode für ein beeinträchtigtes FTIV bezeichnet. In dem abgebildeten Beispiel können die Vorgänge im Kontext eines Hybridelektrofahrzeugs durchgeführt werden.
Vor t1 ist das Fahrzeug in Betrieb und es ist kein Betanken angefordert. Die Kanisterbefüllung ist gering, da Kanisterkraftstoffdämpfe während des Fahrzeugantriebs unter Verwendung von Motordrehmoment zum Motoreinlass gespült werden und Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank nicht zum Kanister geleitet werden kann. Der Kraftstofftankdruck ist aufgrund von Betriebsverlusten, die sich im Leerraum des Kraftstofftanks ansammeln, erhöht. Bei t1 wird das Fahrzeug angehalten und gibt der Bediener eine Anforderung zum Auffüllen des Tanks an, indem er eine Betankungstaste an einem Fahrzeugarmaturenbrett betätigt. Als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck zum Zeitpunkt der Betankungsanforderung den ersten Schwellendruck 610 überschreitet und die Kanisterbefüllung geringer ist als eine Schwellenbefüllung 903, wird zum Zeitpunkt t2 der Kraftstofftank druckentlastet, indem das FTIV aus der geschlossenen, dritten Position in die zweite, offene Position betätigt wird, die den Kraftstofftank an den Druckentlastungsanschluss des Kanisters koppelt. Dadurch kann die Druckentlastung beschleunigt werden, sodass der Kraftstofftank nach einer kürzeren Verzögerung betankt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Tankverriegelung in Eingriff, sodass kein Kraftstoff in den Kraftstofftank aufgenommen werden kann.
Das FTIV wird von t2 bis t3 in der zweiten Position gehalten. Während der Kraftstofftank druckentlastet wird, nimmt die Kanisterbefüllung aufgrund von Kraftstoffdämpfen zu, die in dem Kanister adsorbiert werden. Zum Zeitpunkt t3 fällt der Kraftstofftankdruck auf den ersten Schwellendruck 910 ab. Da der Kraftstofftank erfolgreich druckentlastet wird, wird abgeleitet, dass das FTIV in eine offene Position betätigt werden konnte, und das Flag wird in einem ausgeschalteten Zustand gehalten.
Wenn j edoch beobachtet wurde, dass der Druck in dem Kraftstofftank nicht signifikant abfällt (wie etwa mehr als 5 %), wie durch die gestrichelte Linie 912 gezeigt, selbst wenn das FTIV in eine offene Position betätigt ist, würde abgeleitet werden, dass das FTIV in der geschlossenen, dritten Position festsitzt. Wie durch die gestrichelte Linie 920 gezeigt, würde ein Flag gesetzt werden, das eine Beeinträchtigung des FTIV angibt.
Zum Zeitpunkt t3 wird als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck auf den ersten Schwellendruck 910 abnimmt, das Betanken durch Deaktivieren einer Betankungsverriegelung eingeleitet. Außerdem wird das FTIV in eine erste, offene Position betätigt, um Betankungsdämpfe über den Befüllungsanschluss zu dem Kanister zu leiten. Beim Aktivieren der Kraftstoffzufuhr steigt der Kraftstoffstand in dem Kraftstofftank und der Kraftstofftankdruck verharrt über dem zweiten Schwellendruck 911. Da der Kraftstofftankdruck während der Kraftstoffzufuhr über dem zweiten Schwellendruck gehalten wird, wird abgeleitet, dass das FTIV erfolgreich in die erste Position verschoben wurde.
Wenn jedoch geschätzt wurde, dass sich der Druck in dem Kraftstofftank unter dem zweiten Schwellendruck stabilisiert, wie durch die gestrichelte Linie 911 gezeigt, würde abgeleitet werden, dass das FTIV in der zweiten Position festsitzt, selbst wenn es in die erste Position betätigt wurde. Wie durch die gestrichelte Linie 922 gezeigt, würde ein Flag gesetzt werden, das eine Beeinträchtigung des FTIV angibt.
Zum Zeitpunkt t4 wird als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffstand in dem Kraftstofftank auf den maximalen Kraftstoffstand 915 ansteigt, die Kraftstoffzufuhr deaktiviert. Das FTIV wird in die dritte, geschlossene Position überführt, um den Kraftstofftank abzudichten und den Strom von Kraftstoffdämpfen zu dem Kanister zu begrenzen.
Auf diese Weise kann während eines Betankungsereignisses eine verbleibende Zeit für die Druckentlastung, bis Kraftstoff in den Kraftstofftank abgegeben werden kann, reduziert werden, indem ein Kanister über einen zusätzliche Druckentlastungsanschluss befüllt wird, und während der Druckentlastung und der nachfolgenden Kraftstoffzufuhr kann eine Diagnose des FTIV opportunistisch ausgeführt werden. Indem eine Stelle der Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems angegeben wird, können geeignete lindernde Maßnahmen ergriffen werden.
Der technische Effekt des Identifizierens einer Blockierung in einem Kanisteranschluss besteht darin, dass die Druckentlastung durch einen anderen Kanisteranschluss befohlen werden kann, um die Kraftstoffzufuhr zu ermöglichen. Insgesamt kann durch das Sicherstellen einer regelmäßigen Überwachung von Komponenten in einem Kraftstoffsystem die Druckentlastung des Kraftstofftanks beschleunigt werden und die Kundenzufriedenheit während eines Betankungsereignisses verbessert werden.
Ein beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeug umfasst Folgendes: als Reaktion auf eine Betankungsanforderung, Betätigen eines Ventils in eine zweite Position zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks über einen Druckentlastungsanschluss eines Kanisters, während der Druckentlastung selektives Angeben einer Beeinträchtigung des Ventils auf Grundlage einer Druckabfallrate in dem Kraftstofftank, und nach der Druckentlastung Betätigen des Ventils in eine erste Position und Einleiten der Kraftstoffzufuhr. In dem vorhergehenden Beispiel ist der Kraftstofftank bei Betätigung des Ventils in die erste Position zusätzlich oder optional fluidisch an einen Befüllungsanschluss des Kanisters gekoppelt, der zu einem ersten Puffer in dem Kanister führt, und wobei bei Betätigung des Ventils in die zweite Position der Kraftstofftank fluidisch an einen Druckentlastungsanschluss des Kanisters gekoppelt ist, der zu einem zweiten Puffer in dem Kanister führt, wobei der zweite Puffer relativ zu dem ersten Puffer einen kleineren absorbierenden Bereich beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Druckentlastungsanschluss zusätzlich oder optional näher an einem Entlüftungsanschluss des Kanisters als der Befüllungsanschluss positioniert, und wobei der Befüllungsanschluss näher an einem Spülanschluss des Kanisters als der Druckentlastungsanschluss ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional während der Druckentlastung des Kraftstofftanks eine Betankungsverriegelung in einer Eingriffsposition gehalten und eine Änderungsrate des Kraftstofftankdrucks über einen Kraftstofftankdrucksensor überwacht, und wobei das Einleiten der Kraftstoffzufuhr das Lösen der Betankungsverriegelung beinhaltet, wodurch Kraftstoff in den Kraftstofftank gelangen kann. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das selektive Angeben einer Beeinträchtigung des Ventils zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung über den Druckentlastungsanschluss unter einer ersten Schwellenrate liegt, Betätigen des Ventils zu die erste Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss des Kanisters. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispielen umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer zweiten Schwellenrate liegt als auch eine oder mehrere vorzeitige Abschaltungen während des Betankens vorliegen, Angeben einer Beeinträchtigung eines Crossover-Ventils (COV) eines Verdunstungsleckageprüfmoduls (ELCM), das in der Entlüftungsleitung untergebracht ist, wobei die zweite Schwellenrate höher als die erste Schwellenrate ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispielen umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter der zweiten Schwellenrate liegt als auch ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens über einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der ersten Position festsitzt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional während des Betankens als Reaktion darauf, dass der Druck in dem Kraftstofftank unter dem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf die Angabe, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt, Begrenzen einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank auf einen Schwellenstand umfasst, wobei der Schwellenstand niedriger als ein maximaler Füllstand des Kraftstofftanks ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt zusätzlich oder optional das Betätigen des Ventils in die zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss des Kanisters als Reaktion auf eine Kanisterbefüllung unter einem Schwellenwert, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf eine Kanisterbefüllung über dem Schwellenwert Betätigen des Ventils in die erste Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss umfasst. Ein beliebiges oder alle der vorhergehenden Beispiele umfassen ferner zusätzlich oder optional während der Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss als Reaktion darauf, dass die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank unter dem ersten Schwellenwert liegt, Angeben einer Blockierung in dem Befüllungsanschluss und Betätigen des Ventils in die zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner nach Abschluss des Betankens Betätigen des Ventils in die dritte, geschlossene Position und Ineingriffbringen der Betankungsverriegelung.
Ein weiteres Beispiel für einen Motor in einem Fahrzeug umfasst: bei Empfangen einer Anforderung zum Betanken während einer ersten Bedingung, Betätigen eines Kraftstofftankabsperrventil (FTIV) in eine erste Position zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks, und während einer zweiten Bedingung Betätigen des FTIV in eine zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks, und während der Druckentlastung Angeben einer Beeinträchtigung des FTIV auf Grundlage einer Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die erste Bedingung zusätzlich oder optional eine Befüllung in einem Kraftstoffdampfkanister unter einem Schwellenwert, und wobei das Betätigen des FTIV in die erste Position eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Befüllungsanschluss des Kanisters herstellt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die zweite Bedingung zusätzlich oder optional eine Befüllung in dem Kraftstoffdampfkanister über dem Schwellenwert, und wobei das Betätigen des FTIV in die zweite Position eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Druckentlastungsanschluss des Kanisters herstellt, der Befüllungsanschluss an einem proximalen Ende des Kanisters mit einem Spülanschluss positioniert ist und der Druckentlastungsanschluss an einem distalen Ende des Kanisters mit einem Entlüftungsanschluss positioniert ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional während jeder der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung nach Abschluss der Druckentlastung Betätigen des FTIV in die erste Position, Lösen einer Betankungsverriegelung und Angeben einer Beeinträchtigung des FTIV auf Grundlage eines Drucks in dem Kraftstofftank während des Betankens. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Angeben einer Beeinträchtigung während der Druckentlastung zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass eine Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer ersten Schwellenrate liegt, Angeben, dass das FTIV in einer dritten, geschlossenen Position festsitzt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispielen beinhaltet das Angeben der Beeinträchtigung während des Betankens zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens unter einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das FTIV in der zweiten Position festsitzt, und als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer zweiten Schwellenrate liegt als auch der Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens über einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das FTIV in der ersten Position festsitzt.
Ein weiteres Beispiel für ein Verdunstungsemissionssystem für ein Fahrzeug umfasst: einen Kraftstofftank, der einen Drucksensor beinhaltet, einen Kraftstoffdampfkanister, der einen Befüllungsanschluss, der über eine erste Leitung an einen Kraftstofftank gekoppelt ist, einen Druckentlastungsanschluss, der über eine zweite Leitung an den Kraftstofftank gekoppelt ist, einen Entlüftungsanschluss, der über eine Entlüftungsleitung an die Atmosphäre gekoppelt ist, und einen Spülanschluss, der über eine Spülleitung an einen Motoreinlass gekoppelt ist, aufweist, und ein Ventil, das den Kanister an den Kraftstofftank koppelt, wobei das Ventil zwischen einer ersten, zweiten und dritten Position betätigt werden kann, und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Betätigung einer an ein Fahrzeugarmaturenbrett gekoppelten Betankungstaste durch einen Bediener und darauf, dass ein Kraftstofftankdruck bei der Betätigung durch den Bediener höher als ein erster Schwellendruck ist, das Ventil in die zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks zu befehlen, indem Kraftstofftankdämpfe zu dem Druckentlastungsanschluss des Kanisters entlang der zweiten Leitung geleitet werden, wenn die Kanisterbefüllung unter einer Schwellenbefüllung liegt, und als Reaktion auf eine Druckänderung unter einem ersten Schwellenwert anzugeben, dass das Ventil in der dritten, geschlossenen Position festsitzt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen für Folgendes: wenn der Druck in dem Kraftstofftank auf den Schwellenwert abnimmt, Befehlen des Ventils in die erste Position und Deaktivieren der Betankungsverriegelung, um ein Betanken zu ermöglichen; und während des Betankens, als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck unter einem zweiten Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen für Folgendes: als Reaktion darauf, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt, während des Betankens einen Füllstand in dem Kraftstofftank unter einen maximalen Füllstand des Kraftstofftanks zu reduzieren. Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die spezifischen 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 veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen 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. Ein(er) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einprogrammiert werden soll, in dem 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 Varianten möglich sind. Zum Beispiel kann die vorangehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Ausdruck „ungefähr“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutend auszulegen, es sei denn, es ist etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben gewisse Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche 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 beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen 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 2014/0026992 [0004]

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Betankungsanforderung, Betätigen eines Ventils in eine zweite Position zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks über einen Druckentlastungsanschluss eines Kanisters; während der Druckentlastung selektives Angeben einer Beeinträchtigung des Ventils auf Grundlage einer Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank, und nach der Druckentlastung Betätigen des Ventils in eine erste Position und Einleiten der Kraftstoffzufuhr.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kraftstofftank bei Betätigung des Ventils in die erste Position fluidisch an einen Befüllungsanschluss des Kanisters gekoppelt ist, der zu einem ersten Puffer in dem Kanister führt, und wobei der Kraftstofftank bei Betätigung des Ventils in die zweite Position fluidisch an einen Druckentlastungsanschluss des Kanisters gekoppelt ist, der zu einem zweiten Puffer in dem Kanister führt, wobei der zweite Puffer relativ zu dem ersten Puffer einen kleineren absorbierenden Bereich beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Druckentlastungsanschluss näher an einem Entlüftungsanschluss des Kanisters als der Befüllungsanschluss positioniert ist und wobei der Befüllungsanschluss näher an einem Spülanschluss des Kanisters als der Druckentlastungsanschluss ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während der Druckentlastung des Kraftstofftanks eine Betankungsverriegelung in einer Eingriffsposition gehalten wird und die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank über einen Kraftstofftankdrucksensor überwacht wird und wobei das Einleiten der Kraftstoffzufuhr Lösen der Betankungsverriegelung beinhaltet, wodurch Kraftstoff in den Kraftstofftank gelangen kann.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das selektive Angeben einer Beeinträchtigung des Ventils als Reaktion darauf, dass die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung über den Druckentlastungsanschluss unter einer ersten Schwellenrate liegt, Betätigen des Ventils in die erste Position für eine Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss des Kanisters beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer zweiten Schwellenrate liegt als auch eine oder mehrere vorzeitige Abschaltungen während des Betankens vorliegen, Angeben einer Beeinträchtigung eines Crossover-Ventils (COV) eines Verdunstungsleckageprüfmoduls (ELCM), das in einer Entlüftungsleitung untergebracht ist, wobei die zweite Schwellenrate höher als die erste Schwellenrate ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter der zweiten Schwellenrate liegt als auch ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens über einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der ersten Position festsitzt.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend während des Betankens als Reaktion darauf, dass der Druck in dem Kraftstofftank unter dem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf die Angabe, dass das Ventil in der zweiten Position festsitzt, Begrenzen einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank auf einen Schwellenstand umfasst, wobei der Schwellenstand niedriger als ein maximaler Füllstand des Kraftstofftanks ist, und bei Abschluss des Betankens, Betätigen des Ventils in die dritte, geschlossene Position und Ineingriffnehmen der Betankungsverriegelung.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Betätigen des Ventils in die zweite Position zum Druckentlasten des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss des Kanisters als Reaktion auf eine Kanisterbefüllung unter einem Schwellenwert erfolgt, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf eine Kanisterbefüllung über dem Schwellenwert Betätigen des Ventils in die erste Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend während der Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Befüllungsanschluss als Reaktion darauf, dass die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank unter dem ersten Schwellenwert liegt, Angeben einer Blockierung in dem Befüllungsanschluss und Betätigen des Ventils in die zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks über den Druckentlastungsanschluss.
System für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Steuerung mit in nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: bei Empfangen einer Anforderung zum Betanken, während einer ersten Bedingung, Betätigen eines Kraftstofftankabsperrventils (FTIV) in eine erste Position zur Druckentlastung eines Kraftstofftanks und während einer zweiten Bedingung, Betätigen des FTIV in eine zweite Position zur Druckentlastung des Kraftstofftanks, und während der Druckentlastung Angeben einer Beeinträchtigung des FTIV auf Grundlage einer Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank.
System nach Anspruch 11, wobei die erste Bedingung eine Befüllung in einem Kraftstoffdampfkanister unter einem Schwellenwert beinhaltet und das Betätigen des FTIV in die erste Position eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Befüllungsanschluss des Kanisters herstellt.
System nach Anspruch 12, wobei zweite Bedingung eine Befüllung in dem Kraftstoffdampfkanister über dem Schwellenwert beinhaltet und das Betätigen des FTIV in die zweite Position eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstofftank und einem Druckentlastungsanschluss des Kanisters herstellt, wobei der Befüllungsanschluss an einem proximalen Ende des Kanisters mit einem Spülanschluss positioniert ist und der Druckentlastungsanschluss an einem distalen Ende des Kanisters mit einem Entlüftungsanschluss positioniert ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während jeder der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung nach Abschluss der Druckentlastung, Betätigen des FTIV in die erste Position, Lösen einer Betankungsverriegelung und Angeben einer Beeinträchtigung des FTIV auf Grundlage eines Drucks in dem Kraftstofftank während des Betankens.
System nach Anspruch 14, wobei das Angeben einer Beeinträchtigung während der Druckentlastung als Reaktion darauf, dass eine Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer ersten Schwellenrate liegt, Angeben, dass das FTIV in einer dritten, geschlossenen Position festsitzt, beinhaltet, und wobei das Angeben einer Beeinträchtigung während des Betankens als Reaktion darauf, dass ein Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens unter einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das FTIV in der zweiten Position festsitzt, beinhaltet, und als Reaktion darauf, dass sowohl die Rate des Druckabfalls in dem Kraftstofftank während der Druckentlastung unter einer zweiten Schwellenrate liegt als auch der Druck in dem Kraftstofftank während des Betankens über einem Schwellendruck liegt, Angeben, dass das Ventil in der ersten Position festsitzt, beinhaltet.