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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität und Nutzen der vorläufigen US Anmeldung Nr. 61/386,113, eingereicht am 24. September 2010, die hiermit in ihrer Gesamtheit zum Zwecke der Bezugnahme aufgenommen wird.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Hybrid- oder Benzinfahrzeuge und insbesondere Systeme zum Regeln von Emissionen.
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Es besteht ein Interesse an einer Herstellung von Personenfahrzeugen mit minimalen Verdunstungsemissionen (z. B. Kohlenwasserstoffemissionen aus einem Kraftstoff auf Kohlenwasserstoffbasis). Verdunstungsemissionen (evap) aus Fahrzeugen unterliegen Regulierungsanforderungen, die Grenzwerte festlegen und eine Diagnostik an Bord erfordern um zu verifizieren, dass ein Emissionskontrollsystem des Fahrzeugs wie konstruiert und während der Fahrzeugzertifizierung getestet funktioniert.
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Eine Verdunstungsemissionskontrolle kann für jedes Fahrzeug ein Thema sein, das eine Kraftstofflagerung an Bord enthält. Zum Beispiel können hybride Elektrofahrzeuge, auch wenn sie nicht primär durch herkömmlichen Kraftstoff angetrieben werden, eine Verdunstungsemissionskontrolle benötigen. Ein Beispiel für ein hybrides Elektrofahrzeug ist jenes, das durch einen Elektromotor mit einer wiederaufladbaren Batterie (z. B. eine Lithiumionenbatterie) und eine alternative Energiequelle, wie einen Verbrennungs-(IC)Motor (der z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff verwendet) angetrieben wird. Der Betriebsbereich und die Energie eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs können mit einem Stromgenerator an Bord erhöht werden, der bei Bedarf vom IC-Motor angetrieben wird. Für relativ kurze Fahrten (z. B. unter 50 Meilen) ist die Kapazität der Batterie ausreichend und der IC-Motor muss nicht laufen. Am Ende solcher kurzen Fahrten wird die Batterie wieder aufgeladen, indem beispielsweise das Fahrzeug an eine landgestützte Energiequelle ”angesteckt” wird, wie einen herkömmlichen Wechselstrom, der von einem Stadtwerk zur Verfügung gestellt wird. Ein solches Fahrzeug wird manchmal als Plug-in Hybridfahrzeug (PHEV) oder Elektrofahrzeug mit verlängerter Reichweite (EREV) bezeichnet.
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Der IC-Motor muss typischerweise arbeiten, damit ein typisches Hybridfahrzeug längere Strecken fahren kann (z. B. einige hundert Meilen). Infolgedessen benötigt der IC-Motor, trotz der diskontinuierlichen Verwendung des IC-Motors, eine Kraftstofflagerung an Bord. Der Kraftstoff (z. B. Benzin) des Motors wird in einem Fahrzeugkraftstofftank gelagert und ist einer Umgebungserwärmung ausgesetzt, die den Dampfdruck des flüchtigen Kohlenwasserstoffkraftstoffs erhöht. In herkömmlichen IC-Motoren werden Kraftstofftankdämpfe (Emissionen), die typischerweise Kohlenwasserstoffe geringen Molekulargewichts beinhalten, zu einem Verdunstungsemissionskontrollkanister (oder ”Evap-Kanister”) ausgelassen, der Kohlenstoffgranula mit großer Oberfläche für eine vorübergehende Adsorption der Kraftstofftankemissionen enthält. Später, während des Betriebs des IC-Motors, wird Umgebungsluft durch das Kohlenstoffgranulabett gezogen, um adsorbierten Kraftstoff von den Oberflächen der Kohlenstoffgranula zu spülen und den entfernten Kraftstoff in das Lufteinleitungssystem des IC-Motors zu befördern. Da jedoch Hybridfahrzeuge vorwiegend für kurze oder örtliche Fahrten verwendet werden können, kann der IC-Motor einige Tage nicht laufen. Infolgedessen erfolgt kein Spülen (Reinigen) des Verdunstungsemissionskontrollkanisters. Wenn der Verdunstungsemissionskontrollkanister nicht gespült wird, können Tagesdämpfe durch den Kanister als Tagesdurchbruchsemissionen in die Atmosphäre entweichen. Ein Beispiel eines Kraftstofftank- und Kanistersystems zum Spülen solcher Dämpfe ist in
US Patent Nr. 7,448,367 beschrieben, das hiermit in seiner Gesamtheit zum Zwecke der Bezugnahme aufgenommen wird, und ist in
1 dargestellt.
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In diesem beispielhaften System 0 ist ein Kraftstoffeinlass 1 zur Abgabe von Kraftstoff an den Kraftstofftank 2 bereitgestellt. Ein Kraftstofftankdrucksensor 6 ist im Kraftstofftank 2 zum Überwachen von Druck im Kraftstofftank 2 montiert. Der Sensor 6 ist an eine Fahrzeugsteuerung gekoppelt, die den Druck des Kraftstofftanks 2 überwacht. Dampf entweicht aus dem Kraftstofftank 2 durch einen Dampfauslass 3 und in einen erste Einlass 5A des Evap-Kanisters 4. Ein Ventil 8 ist an einem zweiten Einlass 5B des Evap-Kanisters 4 positioniert, das ein Einleiten von Luft in den Evap-Kanister 4 erlaubt, um den Dampf durch einen Auslass 5C auszuspülen und den Dampf zur Verbrennungskammer des IC-Motors zu leiten. Ein Spülluftventil 7 (normalerweise geschlossen) kann sich öffnen und schließen, um den Spüldampf aus dem Evap-Kanister 4 austreten zu lassen. Eine Pumpe 9 kann bereitgestellt sein, die die Luft zur Dichtigkeitsprüfung (z. B. wenn der IC-Motor ausgeschaltet ist) in den Evap-Kanister 4 treibt.
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Probleme mit einem System, wie in 1 dargestellt, enthalten die folgenden: zu vielen abgedichtete Komponenten (z. B. Kanister, Spülluftventil, usw.), was zu Haltbarkeitsproblemen und möglicherweise höheren Kosten als notwendig führt, da eigentlich nur der Kraftstofftank 2 abgedichtet sein muss, um eine Tagesdampferzeugung zu verhindern; der Evap-Kanister 4 sollte nur bei Bedarf abgedichtet sein, um Wärmeabfuhremissionen zwischen Laden und Spülen des Evap-Kanisters 4 zu verhindern; zu viele mögliche Leckpfade und mögliche Leckerfassungsfehler; ein Spülen des Evap-Kanisters 4 spült auch den Kraftstofftank 2, was zu einem unerwünschten Laden des Kanisters 4 und Kraftstoffverwitterung führt); Durchführen einer Rationalitätsprüfung des Drucksensors 6 ist schwierig, da der Tankdruck entlastet werden muss, was zu einem unerwünschten Laden des Kanisters 4 und Kraftstoffverwitterung führt.
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Ein abgedichteter Kraftstofftank 2 kann wenig Tagesdämpfe erzeugen. Der Kraftstofftank 2 erfährt jedoch mehrere psi Druck-/Vakuumänderungen aufgrund Tagestemperaturänderungen. Der Evap-Kanister 4 wird nur zum Auffangen von Auftankungsdämpfen verwendet, die nur dann ausgespült und verbraucht werden, wenn der Tankkraftstoff vom IC-Motor verbraucht wird. Obwohl der Kraftstofftank 2 abgedichtet ist, um eine Tagesdampferzeugung zu verhindern, ist der Evap-Kanister 4 auch abgedichtet, um Wärmeabfuhremissionen zu verhindern. In einem besonderen Szenario wird der Evap-Kanister 4 (bis oder annähernd bis zur Kapazität) mit Auftankungsdampf geladen und erfährt dann mehrere Tage/Wochen Tagestemperaturzyklen. Wenn ein geladener Evap-Kanister 4 einer Tagestemperaturerhöhung unterworfen ist, werden etwas Luft und Kohlenwasserstoffe aus dem Evap-Kanister 4 aufgrund einer Wärmeausdehnung und Kohlenwasserstoffdesorption aus den Kohlenstoffgranula im Evap-Kanister 4 ausgetrieben. Zur Begrenzung der Wärmeabfuhremissionen ist der Evap-Kanister 4 gemeinsam mit dem Kraftstofftank 2 auch abgedichtet, wie in 1 dargestellt. Ein Abdichten beider Komponenten erzeugt jedoch einige Probleme, einschließlich zum Beispiel der Möglichkeit von Lecks im Evap-Kanister 4 und in Ventilen (z. B. aufgrund einer Druck-/Vakuumzyklusermüdung), einer Schwierigkeit den Evap-Kanister 4 zu spülen, ohne den Kraftstofftank 2 zu entlüften.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält ein Kraftstofftank-Verdunstungsemissionskontroll- und bordeigenes Verdunstungsdiagnosesystem, ohne aber darauf beschränkt zu sein, beliebige oder eine Kombination von einem Kraftstofftank, einem Kanister, zumindest einem Absperrventil, einem Drucksensor, einem Spülluftventil, einem Kanisterentlüftungsventil und einer oder mehreren elektronischen Steuerungen. Der Kanister steht mit dem Kraftstofftank in strömungstechnischer Verbindung, um Dampf aufzunehmen, der aus dem Kraftstofftank austritt. Das zumindest eine Absperrventil ist zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister positioniert. Der Drucksensor ist mit dem Kanister in strömungstechnischer Verbindung. Das Spülluftventil ist zwischen dem Kanister und einem Verbrennungsmotor positioniert, so dass es mit dem Kanister und dem Verbrennungsmotor in strömungstechnischer Verbindung steht. Das Kanisterentlüftungsventil ist an einem Lufteinlass des Kanisters positioniert, so dass Luft, die Dampf aus dem Kanister spült, aus dem Kanister austreten und in den Verbrennungsmotor eintreten kann. Die eine oder mehreren elektronischen Steuerungen sind an den Drucksensor, das Absperrventil, das Spülluftventil und das Kanisterentlüftungsventil zum Steuern der Ventile gemäß voreingestellter Diagnosetests zum Prüfen auf Fehlfunktionen im System gekoppelt.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstofftank-Verdunstungsemissionskontroll- und bordeigenen Verdunstungsdiagnosesystems enthält, ohne aber darauf beschränkt zu sein, beliebiges oder eine Kombination von: (a) Bereitstellen eines Kraftstofftanks; (b) Anordnen eines Kanisters in strömungstechnischer Verbindung mit dem Kraftstofftank zur Aufnahme von Dampf, der aus dem Kraftstofftank austritt; (c) Positionieren zumindest eines Absperrventils zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister; (d) Anordnen eines Drucksensors in strömungstechnischer Verbindung mit dem Kanister; (e) Positionieren eines Spülluftventils zwischen dem Kanister und einem Verbrennungsmotor, so dass es in strömungstechnischer Verbindung mit dem Kanister und dem Verbrennungsmotor ist; (f) Positionieren eines Kanisterentlüftungsventils an einem Lufteinlass des Kanisters, so dass Luft, die Dampf aus dem Kanister spült, aus dem Kanister und in den Verbrennungsmotor austreten kann; und (g) Koppeln einer oder mehrerer elektronischer Steuerungen an den Drucksensor, das Absperrventil, das Spülluftventil und das Kanisterentlüftungsventil zum Steuern der Ventile gemäß voreingestellter Diagnosetests zum Prüfen auf Fehlfunktionen im System.
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In verschiedenen Ausführungsformen können Kraftstofftank- und Kanisterleck-Diagnosetests mit weniger Hardware-Komponenten als in anderen Diagnosesystemen durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen können Kraftstofftank- und Kanister-Diagnosetests ohne Abdichten des Evap-Kanisters durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen können Kraftstoffdampfemissionen und -kontrolle effektiver genutzt werden. In verschiedenen Ausführungsformen können Kosten und Komplexität von Teilen verringert werden, während die Zuverlässigkeit erhöht und Garantieansprüche verringert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Verdunstungsemissionskontrollsystems nach dem Stand der Technik mit einem Druckbehälter und einem Dampfgewinnungskanister.
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2A–2C zeigen ein Verdunstungsemissionskontrollsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kraftstofftanks und eines Dampfgewinnungskanisters gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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4A–4C zeigen ein Verdunstungsemissionskontrollsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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5A und 5C–5E zeigen verschiedene Verfahren zur Diagnose von Lecks und anderen Fehlfunktionen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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5B zeigt ein Verfahren zum Steuern eines Verdunstungsemissionskontrollsystems während einer Auftankung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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6A–6H zeigt einen Diagnoseprozess zur Leck- und Fehlfunktionserfassung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die Offenbarung betrifft verschiedene Ausführungsformen zur Kontrolle von Emissionen eines Fahrzeugs, wie eines Plug-in Hybrid Elektrofahrzeugs (”PHEV”) oder Elektrofahrzeugs mit verlängerter Reichweite (”EREV”), das vorwiegend durch Batterien angetrieben wird und durch einen IC-Motor ergänzt ist, der mit einem Kraftstoff auf Kohlenwasserstoffbasis arbeitet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug andere herkömmliche Merkmale enthalten, wie zum Beispiel einen Motor, andere Steuerungen, einen Antriebsstrang.
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2A–2C zeigen ein Verdunstungsemissionskontrollsystem 10 zur Kontrolle von Emissionen eines Fahrzeugs. Unter Bezugnahme auf 2A–2C ist das Fahrzeug mit einem IC-Motor (nicht dargestellt) und einem Kraftstofftank 12 (z. B. einem 10-Gallonen Kraftstofftank) ausgestattet. Der IC-Motor stellt Energie bereit, die zur Erzeugung von Strom zur Unterstützung einer Batterie oder eines Energiespeichersystems verwendet werden kann, um die Reichweite des Fahrzeugs zu verlängern. Ein Verdunstungs- und Auftankungsemissionskontroll-Kanister 14 ist ein mit Aktivkohle gefüllter Behälter und ist an den Kraftstofftank 12 gekoppelt. Der Evap-Kanister 14 und die Aktivkohle sind zum Einfangen von Dampf bereitgestellt, der aus dem Kraftstofftank 12 austritt, wenn der IC-Motor nicht läuft. Die Dampferzeugung kann jeden Tag und sogar jede Nacht bei Schwankungen von Umgebungstemperatur und Druck eintreten. Der Dampf im Evap-Kanister 14 kann durch einen Auslass 15C zu einer Verbrennungskammer des IC-Motors gespült werden, wenn der IC-Motor läuft. Ein Spülluftventil 17 (normalerweise geschlossen) kann sich öffnen und schließen, um den Spüldampf aus dem Evap-Kanister 14 austreten zu lassen. Wenn das System bei PHEVs und EREVs verwendet wird, kann der Kanister 14 nicht regelmäßig gespült werden, da das Fahrzeug eine längere Zeit betrieben werden kann, ohne jemals den IC-Motor laufen zu lassen.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann ein übergroßer Evap-Kanister 14 bereitgestellt sein, um Wärmeabfuhremissionen deutlich zu verringern. Typischerweise erfordert ein 10-Gallonen PHEV Kraftstofftank 12 einen 1 L Evap-Kanister 14. Somit kann ein 1,5 L (oder von anderer Größe) Evap-Kanister 14 zur Kontrolle von Wärmeabfuhremissionen durch Verringerung der Möglichkeit einer Sättigung der Aktivkohle im Evap-Kanister 14 bereitgestellt sein. Daher kann in einigen Ausführungsformen ein Abdichten des Evap-Kanisters 14 nicht notwendig sein, um Wärmeabfuhremissionen zu begrenzen.
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Der Kraftstofftank 12 enthält einen Kraftstoffeinlass 11 zum Aufnehmen von Kraftstoff. Typischerweise ist der Einlass 11 von einem Tankdeckel 11A bedeckt. Der Kraftstofftank 12 ist an ein Druckventilsystem 20 gekoppelt. Das Ventilsystem 20 enthält ein erstes Tagesteuerventil (DCV) 21, ein zweites DCV 22, einen Drucksensor (PS) 23, und ein Druck-/Vakuumentlastungsventil 24 (z. B. ein 3,5 psi Druck/–1,5 psi Vakuumentlastungsventil). In einigen Ausführungsformen kann das erste DCV 21 ein normalerweise offenes Ein/Aus-Ventil sein. Das erste DCV 21 kann zum selektiven Abdichten des Kraftstofftanks 12 verwendet werden. Das zweite DCV 22 kann ein normalerweise geschlossenes Ein/Aus-Ventil sein. Das zweite DCV 22 kann zum Durchführen einer Rationalitätsprüfung des PS 23 verwendet werden und/oder dem PS 23 ermöglichen, eine Anzeige von Lecks im Evap-Kanister 14 und anderen Ventilen (z. B. durch Abdichten des Kraftstofftanks 12 mit dem ersten DCV 21) bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können mehrere Drucksensoren im System 10 angeordnet sein, um ein ausfallssicheres Verfahren oder Prüfverfahren bereitzustellen, wenn einer oder mehrere der Drucksensoren nicht funktionieren.
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Es wird festgehalten, dass jedes von dem Tagesteuerventil (”DCV”), Kraftstofftankabsperrventil (”FTIV”) und Kraftstoffdampfrückhalteventil (”FCV”) ein Ein/Aus-Steuerventil sein kann (z. B. solenoidgesteuert), das einen Druck-/Vakuumentlastungsmechanismus enthält. Im offenbarten System werden diese Ventile zum Abdichten des Kraftstofftanks 12 und des Evap-Kanisters 14 oder nur des Kraftstofftanks 12 verwendet. In einigen Ausführungsformen können die Ventile schwer federbelastete Solenoidventile sein, die für Hochdruckanwendungen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können die Ventile ferner elektronisch gesteuert sein. In anderen Ausführungsformen können sämtliche geeignete Ventile verwendet werden.
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In besonderen Ausführungsformen sind die Komponenten des Ventilsystems 20 entlang einer Dampfleitung 25 angeordnet, die sich in zwei Pfade teilt und vor dem Evap-Kanister 14 durch einen Einlass 15A wieder verbindet. Der erste Pfad verläuft durch das erste DCV 21, den PS 23, und das zweite DCV 22. Der zweite Pfad verläuft durch das Entlastungsventil 24. Ein Kanisterentlüftungsventil (”CVV”) 28 (z. B. ein solenoidgesteuertes Ventil) ist auf einer Fluidleitung positioniert, die in den Evap-Kanister 14 durch einen Einlass 15B eintritt oder direkt am Evap-Kanister 14 montiert sein kann (z. B. 3). Ein Motorsteuermodul 26 kann an den PS 23 zum Empfangen von Druckablesungen vom PS 23 gekoppelt sein. Zusätzlich ist das Motorsteuermodul 26 (z. B. eine elektronische Steuereinheit (ECU)) an das Ventilsystem 20, das CVV 28 und/oder das Spülluftventil 17 zum selektiven Öffnen und Schließen eines oder mehrerer Ventile gemäß (ohne aber darauf beschränkt zu sein) den Verfahren die in der Offenbarung offenbart sind, gekoppelt. Beispielsweise kann das Motorsteuermodul 26 zum Senden eines Signals zu einer oder mehreren dieser Komponenten konfiguriert sein, um eine oder mehrere Komponenten selektiv zu steuern. Das Motorsteuermodul 26 kann an eine Fahrzeugsteuerung (oder andere Steuerung) als Teil des Fahrzeugcomputersystems oder dergleichen gekoppelt oder synonym mit dieser sein.
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Das Ventilsystem 20, das CVV 28 und/oder das Spülluftventil 17 ermöglichen ein Ausführen einer Systemdiagnose. Wie zum Beispiel ein Prüfen auf Lecks und andere Probleme im System 10, wie in der Offenbarung ausführlich erklärt wird. Das Motorsteuermodul 26 (und/oder ein anderer Schaltkreis) bedient diese Ventile, um verschiedene Abschnitte des Systems 10 zu isolieren. Daher kann das Motorsteuermodul 26 die Druckablesungen vom PS 23 für jeden dieser Abschnitte verwenden um festzustellen, ob es ein Problem (z. B. ein Leck oder eine Fehlfunktion) in einem bestimmten Abschnitt gibt, und/oder um den Abschnitt mit dem Problem zu identifizieren.
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Im Allgemeinen ist der Kraftstofftank 12 entweder unter Druck oder Vakuum. Kein Druck/Vakuum kann, mit einigen Ausnahmen, eine Anzeige für ein Leck im System 10 sein. Diese Ausnahmen enthalten zum Beispiel, wenn der Druck des Kraftstofftanks 12 aufgrund eines oder mehrerer von Kraftstoffverbrauch, Umgebungstemperaturänderung, Umgebungsdruckänderung, usw. im Wesentlichen null ist. Wie in der Offenbarung besprochen, kann das System 10 auf einen oder mehrere dieser Faktoren prüfen, bevor bestimmt wird, ob ein Leck vorhanden ist. Somit kann in verschiedenen Ausführungsformen ein Verfahren zum Erfassen von Lecks im Kraftstofftank 12 wie auch im Evap-Kanister 14 auf dem natürlichen Druck/Vakuum des Kraftstofftanks 12 beruhen. Ein beispielhaftes Verfahren ermöglicht ein Erfassen sehr kleiner Lecks, einschließlich Lecks, die weniger als 0,020'' Durchmesser aufweisen, die Verdunstungsemissionen hervorrufen können. Andere Verfahren erfordern keine externe Pumpe (die nur Lecks erfasst, die mehr als 0,020'' Durchmesser aufweisen), die unnötige und/oder unerwünschte Luft in den Kraftstofftank 12 leitet. In besonderen Ausführungsformen wird ein solches Verfahren bei einem Kaltstart durchgeführt (d. h., das Fahrzeug wird nach zumindest einer gewissen Zeit seit dem letzten Betrieb des Fahrzeugs gestartet). Beispielsweise kann ein Kaltstart durch Starten des Fahrzeugs fünf oder sechs Stunden nach der letzten Verwendung des Fahrzeugs vorliegen (d. h., der Soak Time) oder einer annähernd ausreichenden Zeit, damit die Kühlmitteltemperatur unter einen gewissen Schwellenwert sinken kann.
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Zum Beispiel sind während eines Auftankens sowohl das erste DCV 21 wie auch das zweite DCV 22 offen (z. B. 2B), damit Dampf aus dem Kraftstofftank 12 austreten und im Evap-Kanister 14 eingefangen werden kann. Daher kann eine Rationalitätstestung des PS 23 durchgeführt werden. Das The erste DCV 21 ist offen, um Dampf dem PS 23 auszusetzen. Das zweite DCV 22 ist geschlossen, um den Kraftstofftank 12 mit dem PS 23 zu abzudichten und dem PS 23 zu ermöglichen, den Druck des Kraftstofftanks 12 zu messen. Wenn das erste DCV 21 offen ist und das zweite DCV 22 geschlossen ist (z. B. 2C), sollte der PS 23 das Vorhandensein eines Drucks von mehr als null Atmosphären lesen. Ein Schließen des ersten DCV 21 und Öffnen des zweiten DCV 22 (z. B. 2A) setzt den PS 23 der Atmosphäre aus und somit sollte der PS 23 annähernd null lesen, wenn der PS 23 richtig arbeitet. Wenn der PS 23 in diesem Fall ein Vorhandensein eines Drucks liest, kann das System 10 zum Beispiel feststellen, dass es ein Problem mit dem PS 23 geben kann (z. B. ist der PS 23 blockiert). In einem weiteren Beispiel, wenn das zweite DCV 22 geschlossen ist und das erste DCV 21 (z. B. 2C) offen ist und ein Druckverlust auf dem PS 23 gelesen wird, kann ein Problem mit dem Kraftstofftank 12 (z. B. ein Leck), dem Tankdeckel 11A und/oder dergleichen vorliegen. In einem weiteren Beispiel kann zum Testen oder Diagnostizieren eines Problems mit dem Evap-Kanister 14 während eines Spülvorgangs das erste DCV 21 geschlossen werden, das zweite DCV 22 geöffnet werden und das Spülluftventil 17 geschlossen. Wenn ein Druckverlust vom PS 23 gelesen wird, kann ein Leck des Evap-Kanisters 14 vorliegen.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prüfen des Betriebs des Spülluftventils 17 und auf Lecks im Evap-Kanister 14, das durchgeführt werden kann, wenn der IC-Motor läuft, ein Betreiben und Schließen des ersten DCV 21 enthalten (ohne aber darauf beschränkt zu sein). Das zweite DCV 22 wird auch betrieben und geöffnet. Dann wird die Drucksensorrationalität am PS 23 durch Ablesen des Umgebungsdrucks ausgeführt. Dann wird das CVV 28 betrieben und geschlossen. Danach wird das Spülluftventil 17 moduliert und ein Verteilervakuum (nicht dargestellt) wird an den Evap-Kanister 14 (z. B. durch den Auslass 15C) angelegt, bis der PS 23 einen vorgegebenen Druckwert (z. B. 10'' H20 Vakuum) für den Evap-Kanister 14 liest. Ein Vakuumverlust im Evap-Kanister 14 wird dann vom Motorsteuermodul 26 (z. B. über den PS 23) überwacht. Wenn kein Verlust vorliegt, arbeitet das Spülluftventil 17 korrekt und es gibt kein Leck im Evap-Kanister 14. Daher kann das Motorsteuermodul 26 das zweite DCV 22 schließen und das erste DCV 21 und das CVV 28 öffnen und dann mit dem Spülen des Evap-Kanisters 14 durch Modulieren des Spülluftventils 17 fortfahren. Wenn ein Verlust vorliegt, kann eine Bestimmung vorgenommen werden, dass der Evap-Kanister 14 ein Leck hat und/oder das Spülluftventil 17 fehlerhaft ist. Daher kann das Fahrzeugcomputersystem dieses Auftreten diagnostizieren und einem Lenker oder Techniker eine Meldung auf verschiedene Weisen schicken, einschließlich direkt durch das Fahrzeugcomputersystem oder durch ein Warnlicht auf dem Armaturenbrett (oder einen anderen Indikator), das als Reaktion auf ein Signal vom Fahrzeugcomputersystem aktiviert wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prüfen, ob der Tankdeckel 11A fehlt oder locker ist, ein Öffnen des ersten DCV 21 und Schließen des zweiten DCV 22 enthalten (ohne aber darauf beschränkt zu sein). Nach einem Auftanken steigen die Kraftstoffpegel im Kraftstofftank 12. In dieser Zeit können Drucksensorablesungen durch Daten überwacht werden, die vom PS 23 empfangen werden. Wenn Kraftstoff den Kraftstofftank 12 füllt, sollte der PS 23 einen Druckanstieg lesen, während der Tankkraftstoff ein Gleichgewicht erreicht. Wenn keine Änderung in der Druckablesung vorliegt oder der Druck schwacher wird, kann eine Bestimmung erfolgen, dass der Tankdeckel 11A entweder lose ist, fehlt und/oder fehlerhaft ist (z. B. in einer gewissen Weise beschädigt ist). Daher kann das Fahrzeugcomputersystem dieses Auftreten diagnostizieren und einem Lenker oder Techniker eine Meldung auf verschiedene Weisen schicken, einschließlich direkt durch das Fahrzeugcomputersystem oder durch ein Warnlicht auf dem Armaturenbrett (oder einen anderen Indikator), das als Reaktion auf ein Signal vom Fahrzeugcomputersystem aktiviert wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen enthält das System 10 ferner einen durch einen Benutzer aktivierbaren Auftankanforderungsschalter 27, der in der Kabine des Fahrzeugs positioniert ist, für ein selektives Öffnen einer Tankdeckeltür 11E (und/oder des Tankdeckels 11A). Der Schalter 27 ist an das Motorsteuermodul 26 gekoppelt. In einem Beispiel betätigt der Lenker den Schalter 27 beispielsweise, wenn der Lenker das Fahrzeug auftanken möchte. Ein Betätigen des Schalters 27 bewirkt, dass sich das zweite DCV 22 öffnet (das erste DCV 21 kann auch geöffnet werden, wenn es dieses nicht bereits ist). Daher wird Dampf (Druck) aus dem Kraftstofftank 12 in den Evap-Kanister 14 freigesetzt. Das zweite DCV 22 wird für einen Dampfstrom offen gehalten. Das Motorsteuermodul 26 überwacht einen Druck über den PS 23. Wenn die Druckablesung am PS 23 auf ungefähr null kPa (oder einen anderen vordefinierten Schwellenwert, wie weniger als 0,5 kPa) fällt oder nach einer vordefinierten Zeit (z. B. 10 Sekunden, 15 Sekunden oder einer anderen geeigneten Zeitspanne), weist das Motorsteuermodul 26 ein Entriegeln der Tankdeckeltür 11E an (z. B. 2B). Somit öffnet sich nach Aktivierung des Schalters 27 die Tankdeckeltür 11E erst bei einer Messung eines Kraftstofftankdrucks von ungefähr null kPa (oder einem anderen vorgegebenen Wert) durch den PS 23 oder nach einer vordefinierten Zeit, je nachdem, was früher eintritt. In besonderen Ausführungsformen kann der Lenker benachrichtigt werden, dass die Tankdeckeltür 11E offen ist. Sobald der Lenker die Tankdeckeltür 11E schließt, kann das Motorsteuermodul 26 das zweite DCV 22 schließen und gegebenenfalls die Meldung ausschalten. In einigen Ausführungsformen kann das Motorsteuermodul 26 zum Beispiel das zweite DCV 22 nach einer vorgegebenen Zeitspanne (z. B. 180 Sekunden) nach Öffnen der Tankdeckeltür 11E schließen, um dem Lenker zu ermöglichen, mit dem Auftankungsprozess wieder zu beginnen, sollte der Lenker die Tankdeckeltür 11E vor dem Ende der Auftankung unabsichtlich oder auf andere Weise geschlossen haben. Die Tankdeckeltür 11E kann ferner zum Beispiel einen Tanktürpositionssensor 11C enthalten um festzustellen, ob die Tankdeckeltür 11E geschlossen wurde. Das Motorsteuermodul 26 kann an einen Tanktürverriegelungssolenoid 11D und/oder dergleichen zum Öffnen der Tankdeckeltür 11E gekoppelt sein.
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3–4C zeigen ein Verdunstungsemissionskontrollsystem 10' zum Kontrollieren von Emissionen eines Fahrzeugs. Das System 10' kann wie beim System 10 (z. B. 2A–2C) verwendet werden und/oder auf andere Weise funktionieren, mit der Ausnahme, dass das System 10' ein Einzel-Ventilsystem 20 verwendet. In besonderen Ausführungsformen ist der PS 23 zwischen dem Einzelventil 29 (das funktionell und strukturelle dem zweiten DCV 22 äquivalent sein kann, das in 2A–2C dargestellt ist) und dem Evap-Kanister 14 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann der PS 23 an jeder geeigneten Stelle im System 10' positioniert sein, um Druckablesungen im System 10' vorzunehmen. In besonderen Ausführungsformen kann der PS 23 an einer Stelle in einer dreieckigen Region, die durch das Ventil 29, das Spülluftventil 17 und das CVV 28 gebildet wird, positioniert sein, so dass er mit dem System 10' kommuniziert. Gemäß der in 4A dargestellten Ausführungsform kann das erste DCV 21 (siehe 2A–2C) aus dem System 10' weggelassen werden.
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In dem Beispiel von 4A sind in dem System 10' der Kraftstofftank 12 abgedichtet und der Evap-Kanister 14 übergroß, aber nicht abgedichtet (d. h., offen) dargestellt. Der PS 23 ist zwischen dem Kraftstofftank 12 und dem Evap-Kanister 14 positioniert. Der PS 23 ist zwischen dem Ventil 29 und dem Evap-Kanister 14 positioniert.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann eine On Board Diagnose (”OBD”) zum Erfassen von Lecks im System 10' durchgeführt werden. Während eines Kaltstarts sollte der Kraftstofftank 12 einen natürlichen Druck/ein natürliches Vakuum aufweisen. Das CVV 28 wird geschlossen und das Ventil 29 wird geöffnet und geschlossen, bis der Druck auf dem PS 23 mit einem vorgegebenen Wert (z. B. etwa ±1,5 kPa) abgelesen wird. Wenn Druck/Vakuum erfasst sind, kann das System 10' wie besprochen auf falsche Fehler prüfen. Wenn kein Druck/Vakuum erfasst werden, kann ein Leck im Kraftstofftank 12 angezeigt sein. Wenn Druck/Vakuum erfasst sind und ein Abbau eintritt, kann ein Leck im Evap-Kanister 14 (und/oder zugehörigen Komponenten, wie dem Spülluftventil 17) vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen wird zum Diagnostizieren von Lecks an der Kanisterseite während des IC-Motorbetriebs (z. B. nach dem Starten von einem Kaltstart) das Ventil 29 geschlossen, um den Kraftstofftank 12 abzudichten. Das CVV 28 wird geschlossen und das Spülluftventil 17 wird geöffnet, bis ein Vakuum oder eine negative voreingestellte Druckablesung (z. B. –2 kPa Vakuum) vom PS 23 gelesen wird. Wie in der Offenbarung besprochen, wird dann ein Vakuumverlust überwacht um zu bestätigen, dass ein Leck im Evap-Kanister 14 vorliegt.
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5A zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens S300 zum Durchführen einer Verdunstungsdiagnose am System 10', beispielsweise beim Starten eines Fahrzeugs. Ein solches Verfahren (wie auch jedes andere Verfahren, das in der Offenbarung offenbart ist) kann mit und/oder an dem System 10 (z. B. 2A–2C) mit minimaler Modifizierung durchgeführt werden (z. B. durch Betreiben sowohl des ersten DCV 21 als auch des zweiten DCV 22 wie das Ventil 29 des Systems 10'). Ebenso kann jedes mit dem System 10 verbundene Verfahren mit und/oder an dem System 10' mit minimaler Modifizierung durchgeführt werden. Unter Bezugnahme auf 3–5E prüft das Motorsteuermodul 26, ob ein Auftank-Flag aktiv ist (Schritt S310), um festzustellen, ob das Fahrzeug kürzlich aufgetankt wurde (siehe Flussdiagramm A, dargestellt in 5B). Wenn ja (S310: ja), wird der IC-Motor eingeschaltet und dann wird eine Evap-Kanister- und Kraftstofftank-Verdampfungs-OBD bei eingeschaltetem Motor (z. B. Test auf fehlerhaften Tankdeckel 11A, große Lecks, usw.) durchgeführt (Schritt S312). Wenn das Auftank-Flag noch gesetzt ist (d. h., Auftank-Flag=1), wird der Evap-Kanister 14 für eine voreingestellte Periode (z. B. etwa 3 Minuten) gespült (Schritt S314). Die Kraftstoffdampfadsorption, die während des Auftankens eintritt, erwärmt den Evap-Kanister 14, wodurch die Zeit verkürzt wird, die zum Spülen des Evap-Kanisters erforderlich ist. Somit nimmt ein Einschalten des IC-Motors und Spülen des Evap-Kanisters 14 nach dem Auftanken (z. B. einige Minuten nach dem Auftanken) viel weniger Zeit in Anspruch als nach Abkühlen des Evap-Kanisters. Zusätzlich verhindert ein Spülen des Evap-Kanisters 14 nach dem Auftanken, dass Dampf im Evap-Kanister über einen langen Zeitraum gelagert wird (z. B. wenn der IC-Motor nicht verwendet wird) und verhindert somit einen Dampfverlust aus dem Evap-Kanister 14 und verringerte Wärmeabfuhremissionen aus dem Evap-Kanister 14. Es sollte festgehalten werden, dass anders als beim Stand der Technik (z. B. 1) kein Herabsetzen des Drucks des Kraftstofftanks 12 erforderlich ist, um den Evap-Kanister 14 zu spülen.
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Wenn das Auftank-Flag=1 nein ist (S310: nein) und ein Kaltstart durchgeführt wird (S320: ja), prüft das System 10' auf kleine Lecks im abgedichteten Kraftstofftank 12 unter Verwendung des natürlichen Drucks/natürlichen Vakuums des Kraftstofftanks 12, zum Beispiel durch Öffnen und Schließen des Ventils 29, um den PS 23 dem Dampf vom Kraftstofftank 12 auszusetzen (Schritt S330) (z. B. wie im Flussdiagramm von 5C dargestellt). Wenn eine Fehlfunktion erfasst wird (S340: ja), wird der IC-Motor zur Diagnose der Fehlfunktion eingeschaltet (Schritt S312). Wenn keine Fehlfunktion erfasst wird (S340: nein), besteht keine Notwendigkeit, den IC-Motor zwangsweise einzuschalten. Wenn der IC-Motor nicht bereits lauft (z. B. nur mit Batterieleistung läuft) (S350: nein), endet der Prozess. Wenn der IC-Motor bereits läuft (S350: ja), führt das System 10' eine Evap-Kanister-Verdunstungs-OBD bei eingeschaltetem Motor mit geschlossenem Ventil 29, um den Kraftstofftank 12 abzudichten, durch. Es sollte festgehalten werden, dass, in verschiedenen Ausführungsformen, der Evap-Kanister 14 gespült wird, wenn der IC-Motor läuft. In einigen Ausführungsformen erfolgt eine Isolierung der fehlerhaften Komponente (z. B. des Spülluftventils 17, des CVV 28, des PS 23 und des Ventil 29), wenn der IC-Motor läuft.
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Die Evap-Kanister-Verdunstungs-OBD bei eingeschaltetem Motor (die bei Abschnitt A des Systems angewendet wird, wie in 4C dargestellt) kann durch Schließen des Ventils 29 und Abdichten des Kraftstofftanks 12 vom Evap-Kanister 14 durchgeführt werden. Die OBD beinhaltet die Verwendung eines Verteilervakuums am Spülluftventil 17, um den Betrieb des Spülluftventils 17 und Lecks im Evap-Kanister 14 zu prüfen. Die Evap-Kanister- und Kraftstofftank-Verdunstungs-OBD bei eingeschaltetem Motor (die bei Abschnitt B des Systems angewendet wird, wie in 4C dargestellt) kann durch Öffnen des Ventils 29 durchgeführt werden. Die OBD beinhaltet die Verwendung eines Verteilervakuums am Spülluftventil 17, um den Betrieb des Spülluftventils 17 und Lecks im gesamten System zu prüfen, einschließlich des Kraftstofftanks 12 und des Evap-Kanisters 14.
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Die Evap-Kanister-OBD bei eingeschaltetem Motor ermöglicht ein Prüfen des Evap-Kanisters 14 auf Lecks unter Verwendung eines Verteilervakuums. Daher kann ein 8–12 Inch H20 Vakuum im Evap-Kanister 14 erzeugt werden. Ferner ist weniger Zeit zum Messen auf Vakuumverlust erforderlich. Anders als die Evap-Kanister- und Kraftstofftank-Verdunstungs-OBD bei eingeschaltetem Motor erfordert die Evap-Kanister-Verdunstungs-OBD bei eingeschaltetem Motor keine Vakuumstabilisierungszeit und kann falsche Fehler aus der Kraftstoffverdampfung verringern. Zeit für eine Vakuumabnahme und Zeit für einen Vakuumverlust sind zum Volumen des Evap-Kanisters 14 (einschließlich Schläuche, Ventile, usw.) proportional, das in einem Beispiel etwa 1–2 L sein kann (die verglichen mit dem Volumen von Kraftstofftank 12 und Evap-Kanister 14 gemeinsam 10–40 L sind). Daher sollte ein Umlauf der Spülluftventil kontrolliert werden, so dass die Zeitspanne, für die das Spülluftventil 17 offen ist, verringert ist, um eine bessere Steuerung des Prozesses einer Vakuumabnahme und eines Vakuumverlusts zu erreichen. Die Spülluftventilposition kann mit einem Pulsbreitenmodulations-(”PWM”)Signal zu dem Ventil kontrolliert werden. Das PWM-Signal sollte so kontrolliert werden, dass das Spülluftventil 17 eine möglichst kurze Zeit offen ist, so dass weniger Dampf über das Spülluftventil 17 strömt, was zu weniger Zyklen am PS 23 und einer geringeren Ladung des Evap-Kanisters 14 führt. Eine Steuerung der Zeitspanne, für die das Spülluftventil 17 offen ist, kann auch verhindern, dass sich ein zu großes Vakuum im Evap-Kanister 14 bildet. Eine Verringerung in der Menge an Dampffreisetzungen verringert auch Emissionen und mildert eine Kraftstoffverwitterung.
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5B zeigt Einzelheiten eines Flussdiagramms A für einen Auftankungsbetrieb S400. Unter Bezugnahme auf 3–5E kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Lenker eine diagnostische Prüfung durch Pressen des Auftankanforderungsschalters 27 (Schritt S405) zum Öffnen der Tankdeckeltür 11E einleiten. Der Schalter 27 ist an das Motorsteuermodul 26 gekoppelt, das mit dem Ventil 29, dem PS 23 und dem Tanktürverriegelungssolenoid 11D kommuniziert. Wenn der Schalter 27 gedrückt wird, öffnet das Motorsteuermodul 26 das Ventil 29 und überwacht dann die Ablesungen des PS 23 gegenüber einem voreingestellten Zeitintervall (t Sekunden) (Schritt S410). Zusätzlich wird das Kraftstoff-Flag auf 1 gesetzt.
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Wenn die PS 23 Ablesung P < 0,5 kPa (oder ein anderer definierter Wert) ist (S420: ja), wird die Tanktür 11A geöffnet (Schritt 430). Wenn die PS 23 Ablesung nicht P < 0,5 kPa (S420: nein) ist, muss das Zeitintervall größer als eine voreingestellte Zeit sein, (z. B. etwa 15 Sekunden). Wenn die Zeit größer als die Zeit t (S425: ja) ist, wird die Tanktür 11A geöffnet (Schritt 430). Wenn nicht, fährt das Motorsteuermodul 26 mit dem Lesen des PS 23 fort (S425: nein). Nach dem Auftanken, sobald die Tanktür geschlossen ist (S440: ja), kann das Ventil 29 geschlossen werden (Schritt S450), wodurch der Kraftstofftank 12 wieder abgedichtet wird. Falls nicht (S440: nein), wird die Zeit erneut gemessen (Schritt S445) und nach einem bestimmten Zeitintervall, wie der Zeitspanne während eines Auftankbesuchs an einer Tankstelle (z. B. 180 Sekunden) (S445: ja), kann das Ventil 29 geschlossen werden (Schritt S450), wodurch der Kraftstofftank 12 wieder abgedichtet wird. Obwohl nicht dargestellt, kann in einigen Ausführungsformen das Kraftstoff-Flag nach einer vorgegebenen Zeitspanne auf 0 (oder einen anderen Wert) gestellt werden. Ein anderes beispielhaftes Flussdiagramm für einen Auftankungsbetrieb ist mit Bezug auf 6C dargestellt.
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5C zeigt Einzelheiten von Flussdiagramm B, eine Verdunstungs-OBD bei Kaltstart des Fahrzeugs zur Leckerfassung S500. Wenn, unter Bezugnahme auf 3–5E ein Kaltstart durchgeführt wird (z. B. ist das Fahrzeug mehr als sechs Stunden nicht gefahren)) (S510: ja), wird das CVV (oder ”CVS”) 28 geschlossen und das Ventil 29 zumindest einmal geöffnet und geschlossen (gepulst) (Schritt S520). Wenn Druck/Vakuum |P| > 1,5 kPa ist (S530: ja), wird der Druck/Vakuumverlust im Laufe der Zeit gemessen (Schritt S532). Wenn Druck/Vakuum auf einen voreingestellten Wert (z. B. 0,5 kPa) innerhalb einer bestimmten Zeit t fällt (z. B. t < 10 Sekunden) (S532: ja), dann kann ein mögliches Leck im Evap-Kanister 14 vorhanden sein. Das System 10' kann die Diagnose zweimal (oder beliebig oft) durchführen und nach zum Beispiel zumindest zwei aufeinanderfolgenden Fehlern (oder wenn eine andere vorgegebene Bedingung erfüllt ist) eine Meldung erstellen, dass ein Leck vorhanden ist (Schritt S534). Falls kein Verlust vorliegt, ist die OBD bestanden (Schritt S536).
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Wenn Druck/Vakuum |P| > 1,5 kPa nicht erfüllt ist (S530: nein), wird das Ventil 29 geöffnet (Schritt S540) und die PS 23 Ablesung wird erneut für die Aussage |P| > 1,5 kPa genommen (Schritt S550). Wenn der Druck/Vakuum-Zielwert erreicht ist (S550: ja), wird das Ventil 29 geschlossen (Schritt S555) und das System 10' führt mit der Verlustmessung fort (Schritt S532), wie oben besprochen. Wenn der Druck/Vakuum-Zielwert nicht erreicht ist (S550: nein), wird ein Zeitintervall t (z. B. 10 Sekunden) gemessen (Schritt S560) und an diesem Punkt das Ventil 29 geschlossen und das CVV 28 geöffnet (Schritt S565). Die OBD kann zu einer Fehlfunktion oder einem Leck führen, enthaltend, ohne aber darauf beschränkt zu sein, eines der Folgenden: kleines oder großes Leck im Kraftstofftank 12; der PS 23 hat eine Fehlfunktion; großes Leck im Evap-Kanister 14; das CVV 28 ist im offenen Zustand blockiert; das Ventil 29 ist im geschlossenen Zustand blockiert und/oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann das System 10' eine falsche Fehleranalyse durchführen (Verfahren S600), wie in Flussdiagramm C in 5D dargestellt.
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5D zeigt Einzelheiten des Flussdiagramms C für eine falsche Fehleranalyse S600. Unter Bezugnahme auf 3–5E wird in einigen Ausführungsformen, in Schritt S610, eine Differenz in Temperatur, Druck und/oder Kraftstoffverbrauch analysiert. Wenn eine von gewissen Bedingungen erfüllt ist (S620: ja), wird der Test verworfen (Schritt S630) (d. h., es gab einen falschen Fehler). Die gewissen Bedingungen können mehrere mögliche Ursachen für den Fehler darstellen. Einige Beispiele enthalten (ohne aber darauf beschränkt zu sein), dass eine negative Kraftstofftankdruckänderung seit der letzten Fahrt (d. h., seit dem letzten Kaltstart war der Kraftstofftankdruck null) stattgefunden hat und die Umgebungstemperatur abgenommen hat (z. B. um zumindest 4 Grad Celsius oder einen anderen geeigneten Wert), wodurch der Kraftstofftankdruck ungefähr null wird; dass eine positive Kraftstofftankdruckänderung seit der letzten Fahrt stattgefunden hat und die Umgebungstemperatur zugenommen hat, wodurch der Kraftstofftankdruck ungefähr null wird; dass eine positive Kraftstofftankdruckänderung seit der letzten Fahrt stattgefunden hat und der Umgebungsdruck abgenommen hat (z. B. bei einer Fahrt von einer geringeren Höhe zu einer höheren Höhe), wodurch der Kraftstofftankdruck ungefähr null wird; dass eine negative Kraftstofftankdruckänderung seit der letzten Fahrt stattgefunden hat und der Umgebungsdruck zugenommen hat (z. B. bei einer Fahrt von einer höheren Höhe zu einer geringeren Höhe), wodurch der Kraftstofftankdruck ungefähr null wird; oder dass eine negative Kraftstofftankdruckänderung stattgefunden hat und der Kraftstoff aufgebraucht wurde, wodurch der Kraftstofftankdruck ungefähr null wird. Wenn keine der Bedingungen vorliegt (S620: nein), wird der IC-Motor gestartet und die Diagnose zum Isolieren einer bestimmten Komponentenfehlfunktion durchgeführt (z. B. Spülluftventil 17, CVV 28, PS 23 und/oder Ventil 29) (S640). Eine Fehlfunktionsmeldung (z. B. ein Fehlfunktionsanzeigelicht (MIL)) kann zu einem Lenker gesendet werden, in diesem Beispiel nach zwei (oder einer anderen Anzahl von) Fehlern (Schritt S650).
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5E zeigt Einzelheiten eines Verfahrens S700 zum Erfassen einer Fehlfunktion in Komponenten des Systems 10', das nach dem Starten des IC-Motors durchgeführt werden kann. Unter Bezugnahme auf 4C–5E kann in einer ersten Phase das CVV 28 geschlossen werden und das Spülluftventil 17 kann geöffnet werden (Schritt S710). (Das Ventil 29 wird geschlossen, auch wenn es nicht bereits geschlossen ist.) Der PS 23 beginnt mit einer Druckablesung für den Evap-Kanister 14. Wenn die Druckablesung derart ist, dass kein Vakuum vorhanden ist (S712: ja), kann dies anzeigen, dass das Spülluftventil 17 im geschlossenen Zustand blockiert ist oder eine andere Fehlfunktion hat. Anderenfalls fährt das Verfahren fort (S712: nein). Wenn die Druckablesung derart ist, dass ein kleines Vakuum (d. h., weniger als ein Zielvakuum) vorhanden ist (S714: ja), kann dies anzeigen, dass das CVV 28 im offenen Zustand blockiert ist oder eine andere Fehlfunktion hat. Andernfalls fährt das Verfahren fort (S714: nein). Wenn die Druckablesung derart ist, dass das Zielvakuum nach einer Zeit über einem gewissen Schwellenwert erreicht ist, kann dies anzeigen, dass das Ventil 29 im offenen Zustand blockiert ist oder eine andere Fehlfunktion hat. Andernfalls fährt das Verfahren fort (S716: nein).
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In einer zweiten Phase wird das Ventil 29 geöffnet (Schritt S720). Der PS 23 beginnt mit einer Druckablesung für den Kraftstofftank 12 (und den Evap-Kanister 14). Wenn die Druckablesung zeigt, dass es keine Änderung im Vakuum gibt (S722: ja), kann dies anzeigen, dass das Ventil 29 im geschlossenen Zustand blockiert ist oder eine andere Fehlfunktion aufweist. Andernfalls fährt das Verfahren fort (S722: nein). Dann wird das Spülluftventil 17 wieder geöffnet (Schritt S730). Der PS 23 beginnt mit einer Druckablesung für den Kraftstofftank 12 (und den Evap-Kanister 14). Wenn die Druckablesung zeigt, dass das Zielvakuum vorliegt (S732: ja), kann dies anzeigen, dass ein Leck im Kraftstofftank 12 vorhanden ist und/oder der Tankdeckel 11A locker ist oder eine andere Fehlfunktion vorliegt. Wenn die Druckablesung zeigt, dass kein Zielvakuum vorliegt (S732: nein), kann dies anzeigen, dass keine Lecks im System 10' vorhanden sind und/oder dass die Komponenten des Systems 10' richtig funktionieren. Die erste Phase des Verfahrens S700 kann einer Diagnose der ersten Region A (siehe 4C) entsprechen und die zweite Phase des Verfahrens S700 kann einer Diagnose der zweiten Region B entsprechen (siehe 4C).
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6A–6H zeigen verschiedenen Beispiele einer Diagnose, die vom System 10' (oder 10) durchgeführt werden kann, ein Verfahren für eine abgedichtete Kraftstofftankdruck-(SFTP)Diagnose ist bereitgestellt, um kleine Lecks in PHEV-Kraftstofftank durch Verwendung natürlicher Tankdruckänderungen zu erfassen. Wenn zum Beispiel der Kraftstofftank 12 mit RVP 7 psi Kraftstoff bei 75°F abgedichtet ist und dann die Temperatur auf 100°F steigt, kann der Kraftstofftankdruck um 3,2 psig steigen, wobei 2,7 psig auf den Dampfdruckanstieg des Kraftstoffs und 0,5 psig auf die Wärmeausdehnung von Gasen im Kopfraum zurückzuführen sind. Wenn die Temperatur wieder von 100°F auf 75°F abnimmt, nehmen 3,2 psig Druck auf 0 psig ab. Wenn keine Lecks (Lecks viel kleiner als 0,020'' Durchmesser) im Kraftstofftank 12 vorhanden sind, baut der Kraftstofftank 12 keinen Druck mit einer Zunahme in der Temperatur auf. Die Erhöhung der PHEV-Kraftstofftanktemperatur kann durch zwei verschiedene Mechanismen eintreten: tägliche Umgebungstagestemperaturerhöhung und thermische Last aus dem umgebenen elektrischen Antriebssystem. Die SFT-Diagnose verwendet die Erhöhung des Kraftstofftankdrucks durch beide Mechanismen in zwei Phasen.
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Eine erste Phase, von der ein Beispiel in 6E dargestellt ist, wird bei jedem Kaltstart ausgeführt. Das System 10' prüft einen natürlichen Tagesdruck/ein Tagesvakuum des Tanks 12 durch Schließen des CVV 28 und Öffnen des Ventils 29. 6A zeigt verschiedene mögliche Szenarien von Drucksensorreaktionseigenschaften. Wenn der Tankdruck hoch ist (z. B. > 15 kPa), maximiert der PS 23, wenn das Ventil 29 einmal geöffnet und geschlossen wird. Daher sind tatsächliche Drücke (gestrichelte Kurven in 6B) höher als jene, die durch den maximierten PS 23 angezeigt sind. Wenn das System 10' Druck/Vakuum in Phase 1 erfasst, ist dies eine Anzeige eines leckfreien Kraftstofftanks 12 und der Test endet nach der Evap-Kanister 14 Leckprüfung durch Überwachung des Druck-/Vakuumverlusts im Evap-Kanister 14.
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Wenn das System keinen Druck/kein Vakuum in der ersten Phase erfasst, wird die zweite Phase ausgeführt (siehe 6F). Keine Druck-/Vakuumerfassung in Phase 1 kann auf Lecks oder anomale Tagestemperaturänderungen, atmosphärische Druckänderungen und/oder Kraftstoffverbrauch zurückzuführen sein. Phase 2 überwacht den Kraftstofftankdruck (dargestellt in den Druckkurven von 6B), die nach einer Minimallaufzeit des elektrischen Fahrzeugantriebssystems erwartet werden.
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6C–6H zeigen verschiedenen Flussdiagramme, die mit beispielhaften Diagnoseverfahren der vorliegenden Offenbarung zusammenhängen. 6C stellt ein gesamtes hochwertiges Flussdiagramm bereit, beginnend mit einem Fahrzeugstart. Beim Start bestimmt das System 10', ob ein Auftanken durchgeführt wird, das von einem Lenker des Fahrzeugs eingeleitet werden kann, wie zum Beispiel in 6D dargestellt ist. Falls nicht, bestimmt das System 10', ob ein Kaltstart durchgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass kein Kaltstart durchgeführt wurde, erfolgt eine Phase 1 Leckerfassung, wie ausführlich in 6E gezeigt (die ähnlich 5E sein kann). 6F (die ähnlich 5E sein kann) zeigt Einzelheiten, wenn die Diagnose mit Phase 2 Leckerfassung fortgesetzt wird. 6G und 6H zeigen eine Identifizierungsdiagnose von Fehlfunktionskomponenten, wie zum Beispiel in der Offenbarung besprochen. In aufeinanderfolgenden Schritten isoliert das System 10' den Kanister und dann die Kombination des Evap-Kanisters 14 und des Kraftstofftanks 12, wie besprochen.
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Die vorangehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen soll einem Fachmann auf dem Gebiet ermöglichen, die vorliegende Offenbarung herzustellen oder zu verwenden. Verschiedene Modifizierungen dieser Ausführungsformen sind für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, und die allgemeinen, hier definierten Prinzipien können bei anderen Ausführungsformen angewendet werden, ohne vom Wesen oder Umfang der Offenbarung abzuweichen. Somit soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern stimmt mit dem breitesten Umfang gemäß den hier offenbarten Prinzipien und neuartigen Merkmalen überein
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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