Топливная система для транспортного средства
Предложены способы и система для различения формирования разрежения в топливном баке вследствие ухудшения работы клапана продувки бачка от формирования разрежения вследствие ухудшения работы вентиляционного клапана бачка. Уровень разрежения в топливном баке контролируется после уплотнения топливного бака от атмосферы вслед за понижением тяги двигателя. Если есть последующее изменение разрежения в топливном баке, определяется ухудшение работы клапана продувки бачка, иначе, определяется ухудшение работы вентиляционного клапана бачка.
(Фиг. 1)
Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к системам и способам улучшения выявления ухудшения работы топливной системы в транспортном средстве, таком как транспортное средство с гибридным приводом.
Уровень техники
Транспортное средство может быть оснащено системой снижения токсичности парообразующих выбросов для снижения выделения паров топлива в атмосферу. Например, испаренные углеводороды (НС) из топливного бака могут накапливаться в бачке для паров топлива, упакованном адсорбентом, который поглощает и накапливает пары топлива. В более позднее время, когда двигатель находится в действии, система снижения токсичности парообразующих выбросов предоставляет парам топлива возможность продуваться во впускной коллектор двигателя для использования в качестве топлива.
Диагностические процедуры могут выполняться время от времени, чтобы проверять функциональные возможности компонентов системы снижения токсичности выхлопных газов, таких как различенные клапаны, присоединенные к бачку. Один из примерных подходов показан Мачидой и другими в US 5,592,923 (МПК F02B 77/08, F02D 41/00, опубл. 14.01.1997). В нем, разрежение во впускном коллекторе двигателя прикладывается к системе снижения токсичности выхлопных газов. Опорное давление определяется на основании комбинации открытых и закрытых состояний клапанов системы снижения токсичности выхлопных газов. На основании перепада между оцененным давлением в системе относительно опорного давления, может определяться ухудшение работы клапана продувки бачка (присоединенного между бачком и впускным коллектором). Еще один примерный подход показан Отсукой и др. в US 5,295,472 (МПК F02D 41/00, F02M 25/08, опубл. 22.03.1994). Выбранная в качестве прототипа система управления двигателя идентифицирует ухудшение работы вентиляционного клапана бачка (присоединенного между бачком и атмосферой) и ухудшение работы клапана продувки бачка на основании скорости изменения давления в топливном баке вслед за прикладыванием разрежения во впускном коллекторе к топливному баку.
Однако авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве одного из примеров, подход Отсуки может не проводить точного различения повышенных уровней разрежения в топливном баке, вызванных застрявшим в закрытом положении вентиляционным клапаном бачка, от повышенного разрежения, вызванного неплотно закрытым клапаном продувки бачка. В дополнение, поскольку диагностическая процедура выполняется, в то время как двигатель является работающим, шум разрежения от двигателя может искажать результаты выявления ухудшения работы. По существу, если ухудшение работы вентиляционного клапана или клапана продувки бачка не идентифицируется точно, уровни разрежения в топливном баке могут становиться чрезмерными, потенциально нанося вред топливному баку. Кроме того, если ухудшение работы вентиляционного клапана и клапана продувки бачка не распознаются точно, надлежащие подавляющие действия могут не быть возможными. По существу, это может приводить к повышению разрешения MIL (индикаторных ламп неисправности).
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены топливной системой для транспортного средства, содержащей:
топливный бак для хранения топлива, используемого двигателем транспортного средства;
бачок, присоединенный к топливному баку для приема и накопления паров топливного бака;
клапан продувки бачка, присоединенный между бачком и впускным коллектором двигателя для подачи накопленных паров топливного бака из бачка в двигатель;
вентиляционный клапан бачка, присоединенный между бачком и атмосферой; и
контроллер с машинно-читаемыми командами для
в ответ на разрежение в топливном баке выше порогового значения, при работе двигателя
осуществления мониторинга изменения разрежения в топливном баке вслед за последующим понижением тяги двигателя, причем топливный бак изолируется после понижения тяги двигателя; и
различения ухудшения работы клапана продувки бачка от ухудшения работы вентиляционного клапана бачка на основании подвергнутого мониторингу изменения разрежения в топливном баке.
В одном из вариантов предложена система, в которой изолирование топливного бака после понижения тяги двигателя включает в себя побуждение вентиляционного клапана бачка закрываться.
В одном из вариантов предложена система, в которой различение включает в себя указание, что клапан продувки бачка является застрявшим в открытом положении в ответ на разрежение в топливном баке ниже, чем пороговое значение, после того, как топливный бак изолирован, и указание, что вентиляционный клапан бачка является застрявшим в закрытом положении в ответ на разрежение в топливном баке, остающееся выше, чем пороговое значение, после того, как топливный бак изолирован, и остающееся выше, чем пороговое значение, при побуждении вентиляционного клапана бачка открываться.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для указания закупорки в магистрали свежего воздуха в ответ на стравливание разрежения в топливном баке от порогового значения при побуждении вентиляционного клапана бачка открываться.
Кроме того, вышеприведенные проблемы по меньшей мере частично могут быть преодолены способом для топливной системы транспортного средства, содержащим этапы, на которых: уплотняют топливную систему (от атмосферы и впуска двигателя) после понижения тяги двигателя; и различают ухудшение работы вентиляционного клапана бачка от ухудшения работы клапана продувки бачка на основании изменения разрежения в топливной системе вслед за уплотнением.
В качестве примера, в условиях работы двигателя, может подвергаться мониторингу (отрицательное) давление в топливном баке. В ответ на избыточные уровни разрежения в топливном баке (например, разрежение в топливном баке выше, чем пороговый уровень), может определяться ухудшение работы одного из клапана продувки бачка топливной системы и вентиляционного клапана бачка топливной системы. Для различения между этими двумя и предоставления возможности применения надлежащих подавляющих действий, топливный бак может изолироваться вслед за последующим понижением тяги двигателя. По существу, понижение тяги двигателя может включать в себя состояние выключения зажигания транспортного средства (в котором водитель транспортного средства явным образом указал требуемое выключение двигателя) или может включать в себя переключение работы транспортного средства (в транспортном средстве с гибридным приводом) с режима от двигателя в электрический режим. Кроме того еще, понижение тяги двигателя может происходить при выключении холостого хода в транспортных средствах, в которых двигатель может избирательно выводиться из работы в условиях выключения холостого хода. По существу, вслед за понижением тяги двигателя, шум разрежения от двигателя может уменьшаться, и ухудшение работы клапанов топливной системы может идентифицироваться точнее.
В частности, после понижения тяги двигателя, контроллер транспортного средства может изолировать топливный бак посредством закрывания вентиляционного клапана бачка (для изоляции топливного бака от атмосферы), к тому же, наряду с закрыванием клапана продувки бачка (для изоляции топливного бака от впуска двигателя), или наряду с сохранением клапана продувки бачка закрытым. Если уровень разрежения в топливном баке падает (например, ниже порогового уровня) вслед за уплотнением топливного бака, может определяться, что испытываемое ранее избыточное разрежение в топливном баке было обусловлено застреванием клапана продувки бачка в открытом положении. Однако если уровень разрежения в топливном баке остается повышенным, контроллер может пытаться побуждать вентиляционный клапан открываться наряду с сохранением клапана продувки закрытым. Если по-прежнему нет изменения разрежения в топливном баке вслед за приведением в действие вентиляционного клапана, может определяться, что вентиляционный клапан бачка (например, соленоид вентиляции бачка) является застрявшим в закрытом положении. Если разрежение в топливном баке постепенно стравливается (до атмосферных условий) вслед за приведением в действие вентиляционного клапана, может определяться, что клапаны топливной системы не подвергнуты ухудшению работы, и что повышенное разрежение в топливном баке может быть обусловлено закупоркой в магистрали свежего воздуха (то есть, вентиляционного канала бачка).
Таким образом, посредством соотнесения изменений уровня разрежения изолированного топливного бака с командным положением различных клапанов топливной системы, ухудшение работы вентиляционного клапана бачка и ухудшение работы клапана продувки бачка могут идентифицироваться и различаться. Посредством выполнения диагностики в условиях, когда двигатель не является работающим, ошибки выявления ухудшения работы, вызванные вкладом шумов разрежения от двигателя, могут уменьшаться. Посредством улучшения точности выявления и различения ухудшения работы, надлежащие подавляющие действия могут предприниматься для уменьшения непредусмотренного повышения уровней разрежения в топливном баке. В общем и целом, может лучше поддерживаться целостность топливной системы.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение топливной системы транспортного средства.
Фиг. 2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для идентификации и проведения различения ухудшения работы топливной системы, обусловленного ухудшением работы клапана продувки бачка, от ухудшения работы вентиляционного клапана бачка.
Фиг. 3 показывает примерные диагностические испытания топливной системы согласно настоящей полезной модели.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предложены способы и системы для идентификации ухудшения работы в топливной системе, присоединенной к двигателю транспортного средства, такой как топливная система по фиг. 1. Диагностическая процедура может выполняться в ответ на выявление повышенных уровней разрежения в топливном баке. Контроллер может быть выполнен с возможностью исполнения процедуры управления, такой как примерная процедура по фиг. 2, чтобы уплотнить топливный бак вслед за понижением тяги двигателя, если обнаружено избыточное разрежение в топливном баке. Контроллер затем идентифицирует и проводит различение ухудшения работы вентиляционного клапана бачка от ухудшения работы клапана продувки бачка на основании изменений разрежения в топливном баке вслед за уплотнением. Примерное диагностическое испытание показано на фиг. 3. Таким образом, улучшается точность выявления ухудшения работы топливной системы.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение системы 6 транспортного средства с гибридным приводом, которое может получать тяговую мощность из системы 8 двигателя и/или бортового устройства накопления энергии (не показанного), такого как система аккумуляторных батарей. Устройство преобразования энергии, такое как генератор (не показан), может задействоваться для поглощения энергии из движения транспортного средства и/или работы двигателя, а затем преобразования поглощенной энергии в форму энергии, пригодную для накопления устройством накопления энергии.
Система 8 двигателя может включать в себя двигатель 10, имеющий множество цилиндров 30. Двигатель 10 включает в себя впуск 23 двигателя и выпуск 25 двигателя. Впуск 23 двигателя включает в себя воздушный впускной дроссель 62, связанный по текучей среде с впускным коллектором 44 двигателя через впускной канал 42. Воздух может поступать во впускной канал 42 через воздушный фильтр 52. Выпуск 25 двигателя включает в себя выпускной коллектор 48, ведущий в выпускной канал 35, который направляет выхлопные газы в атмосферу. Выпуск 25 двигателя может включать в себя одно или более устройств 70 снижения токсичности выхлопных газов, установленных в плотно соединенном положении. Одно или более устройств снижения токсичности выхлопных газов могут включать в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, уловитель обедненного NOx, сажевый фильтр дизельного двигателя, окислительный нейтрализатор, и т.д. Следует принимать во внимание, что другие компоненты могут быть включены в двигатель, такие как многообразие клапанов и датчиков, как дополнительно конкретизировано в материалах настоящего описания. В некоторых вариантах осуществления, в которых система 8 двигателя является системой двигателя с наддувом, система двигателя может дополнительно включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель (не показанный).
Система 8 двигателя присоединена к топливной системе 18. Топливная система 18 включает в себя топливный насос 21 и бачок 22 для паров топлива. Топливный бак 20 принимает топливо через магистраль 116 дозаправки, которая действует в качестве перепускного канала между топливным баком 20 и люком 127 дозаправки на наружной части кузова транспортного средства. При дозаправке топливного бака, топливо может перекачиваться в транспортное средство из внешнего источника через входное отверстие 107 дозаправки. При дозаправке, один или более вентиляционных клапанов 106A, 106B, 108 топливного бака (подробнее описанных ниже) могу открываться, чтобы предоставлять парам дозаправки возможность направляться в и накапливаться внутри бачка 22.
Топливный бак 20 может содержать в себе множество топливных смесей, в том числе, топливо с диапазоном концентраций спиртов, таким как различные бензинэтаноловые смеси, включающие в себя E10, E85, бензин, и т.д., и их комбинации. Датчик 106 уровня топлива, расположенный в топливном баке 20, может выдавать указание уровня топлива («Входной сигнал уровня топлива») в контроллер 12. Как изображено, датчик 106 уровня топлива может содержать поплавок, присоединенный к переменному резистору. В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы датчиков уровня топлива.
Топливный насос 21 выполнен с возможностью повышать давление топлива, подаваемого на форсунки двигателя 10, такие как примерная форсунка 66. Несмотря на то, что показана одиночная форсунка 66, дополнительные форсунки предусмотрены для каждого цилиндра. Следует принимать во внимание, что топливная система 18 может быть безвозвратной топливной системой, возвратной топливной системой или различными другими типами топливной системы.
Пары, вырабатываемые в топливном баке 20, могут направляться в бачок 22 для паров топлива через трубопровод 31, перед продувкой на впуск 23 двигателя. Топливный бак 20 может включать в себя один или более клапанов вентиляции для выпускания суточных паров и паров дозаправки, вырабатываемых в топливном баке, в бачок 22 для паров топлива. Один или более клапанов вентиляции могут быть клапаном с электронным или механическим приводом и могут включать в себя активные клапаны вентиляции (то есть, клапаны с подвижными частями, которые побуждаются открываться или закрываться контроллером) или пассивные клапаны (то есть, клапаны без подвижных частей, которые побуждаются открываться или закрываться пассивно, на основании уровня наполнения бака). В изображенном примере, топливный бак 20 включает в себя клапаны 106A, 106B вентиляции для сброса газа (GVV) на каждой стороне топливного бака 20, и клапан 108 вентиляции по уровню топлива (FLVV), все из которых являются пассивными клапанами вентиляции. Каждый из клапанов 106A, 106B, 108 вентиляции может включать в себя трубку (не показана), которая погружается с разной степенью в паровоздушное пространство 104 топливного бака. На основании уровня 102 топлива относительно паровоздушного пространства 104 в топливном баке, клапаны вентиляции могут открываться или закрываться. Например, GVV 106A, 106B могут погружаться в паровоздушное пространство 104 в меньшей степени, чтобы они были нормально открытыми. Это предоставляет суточным парам и парам «потерь в процессе работы» из топливного бака возможность выпускаться в бачок 22, предотвращая избыточное повышение давления топливного бака. Однако, при работе транспортного средства на наклонной плоскости, когда уровень 102 топлива по меньшей мере на одной стороне топливного бака искусственно повышается, клапан 106A, 106B вентиляции может закрываться, чтобы предохранять жидкое топливо от вхождения в паропровод 31. В качестве еще одного примера, FLVV 108 может дальше погружаться в паровоздушное пространство 104, чтобы он был нормально открытым. Это предоставляет возможность предотвращаться переполнению топливного бака. В частности, при дозаправке топливного бака, когда уровень 102 топлива повышается, клапан 108 вентиляции может закрываться, заставляя давление нарастать в паропроводе 109 (который находится ниже по потоку от приемного отверстия 107 дозаправки и присоединен на нем к трубопроводу 31), а также на патрубке наливной горловины, присоединенном к топливному насосу. Повышение давления на наливном патрубке, в таком случае, может выключать насос дозаправки, автоматически останавливая процесс заправки топливом и предотвращая переполнение.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает клапаны 106A, 106B, 108 вентиляции в качестве пассивных клапанов, в альтернативных вариантах осуществления, один или более из них могут быть выполнены в виде электронных клапанов, электронным образом присоединенных к контроллеру (например, через электропроводку). В этом отношении, контроллер может отправлять сигнал для побуждения клапанов вентиляции открываться или закрываться. В дополнение, клапаны могут включать в себя электронную обратную связь для передачи открытого/закрытого состояния в контроллер. Несмотря на то, что использование электронных клапанов вентиляции, имеющих электронную обратную связь, может давать контроллеру возможность непосредственно определять, открыт или закрыт клапан вентиляции (например, определять, закрыт ли клапан, когда предполагалось, что он должен был открываться), такие электронные клапаны могут добавлять существенные затраты топливной системе. К тому же, электропроводка, требуемая для присоединения таких электронных клапанов вентиляции к контроллеру, может действовать в качестве потенциального источника воспламенения внутри топливного бака, повышая опасность пожара в топливной системе.
Возвращаясь к фиг. 1, бачок 22 для паров топлива наполнен надлежащим адсорбентом для временного улавливания паров топлива (в том числе, испаренных углеводородов), вырабатываемых при дозаправке топливного бака, а также суточных паров. В одном из примеров, используемым адсорбентом является активированный уголь. Когда условия продувки удовлетворены, к примеру, когда бачок насыщен, пары, накопленные в бачке 22 для паров топлива, могут продуваться на впуск 23 двигателя через магистраль продувки посредством открывания клапана 112 продувки бачка. Несмотря на то, что показан единственный бачок 22, следует принимать во внимание, что топливная система 18 может включать в себя любое количество бачков.
Бачок 22 включает в себя в себя вентиляционный канал 27 (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как магистраль свежего воздуха) для направления газов из бачка 22 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 20. Вентиляционный канал 27 также может предоставлять свежему воздуху возможность втягиваться в бачок 22 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива на впуск 23 двигателя через линию 28 продувки и клапан 112 продувки. Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 27, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 27 может включать в себя клапан 114 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 22 и атмосферой. Клапан вентиляции бачка также может использоваться для процедур диагностики. Когда включен в состав, клапан вентиляции может открываться при накоплении паров топлива (например, при дозаправке топливного бака, и в то время как двигатель не является работающим), так что воздух, освобожденный от паров топлива после прохождения через бачок, может выталкиваться в атмосферу. Подобным образом, при продувке (например, во время восстановления бачка и в то время как является работающим двигатель), клапан вентиляции может открываться, чтобы предоставлять потоку свежего воздуха возможность вычищать пары топлива, накопленные в бачке. Посредством закрывания вентиляционного клапана 114 бачка, топливный бак может изолироваться от атмосферы.
По существу, система 6 транспортного средства с гибридным приводом может иметь сокращенные промежутки времени работы двигателя вследствие механического привода транспортного средства от системы 8 двигателя в некоторых условиях и от устройства накопления энергии в других условиях. Несмотря на то, что сокращенные промежутки времени снижают общие углеродные выбросы из транспортного средства, они также могут приводить к недостаточной продувке паров топлива из системы снижения токсичности выхлопных газов транспортного средства. Чтобы принимать меры в ответ на это, в некоторых вариантах осуществления, изолирующий клапан топливного бака (не показан) может быть по выбору включен в трубопровод 31, чтобы топливный бак 20 был присоединен к бачку 22 через изолирующий клапан. Когда включен в состав, изолирующий клапан может сохраняться закрытым при работе двигателя, чтобы ограничивать количество суточных паров, направляемых в бачок 22 из топливного бака 20. При дозаправке и при выбранных режимах продувки, изолирующий клапан может временно открываться для направления паров топлива из топливного бака 20 в бачок 22. Посредством открывания клапана в условиях продувки, когда давление в топливном баке выше, чем пороговое значение (например, выше механического предела давления топливного бака, выше которого топливный бак и другие компоненты топливной системы могут подвергаться механическому повреждению), пары дозаправки топлива могут выпускаться в бачок, и давление в топливном баке может поддерживаться ниже пределов давления.
Один или более датчиков 120 давления могут быть присоединены к топливной системе 18 для обеспечения оценки давления в топливной системе. В одном из примеров, давление в топливной системе является давлением в топливном баке, при этом датчик 120 давления является датчиком давления в топливном баке, присоединенным к топливному баку 20, для оценки уровня давления или разрежения в топливном баке. Несмотря на то, что изображенный пример показывает датчик 120 давления, присоединенный между топливным баком и бачком 22, в альтернативных вариантах осуществления, датчик давления может быть присоединен непосредственно к топливному баку 20.
Пары топлива, выпущенные из бачка 22, например, при продувке, могут направляться во впускной коллектор 44 двигателя через линию 28 продувки. Поток паров вдоль магистрали 28 продувки может регулироваться клапаном 112 продувки бачка, присоединенным между бачком для паров топлива и впуском двигателя. Количество или скорость паров, выпускаемых клапаном продувки бачка, могут определяться дежурным циклом связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, рабочий цикл соленоида клапана продувки бачка может определяться модулем управления силовой передачей (PCM) транспортного средства, таким как контроллер 12, реагирующим на условия работы двигателя, в том числе, например, условия скорости вращения - нагрузки двигателя, топливно-воздушное соотношение, загрузку бачка, и т.д. Посредством выдачи команды, чтобы клапан продувки бачка закрывался, контроллер может уплотнить систему восстановления паров топлива от впуска двигателя. Возможный обратный клапан 116 бачка (не показан) может быть включен в линию 28 продувки для предохранения давления во впускном коллекторе от осуществления потока газов в направлении, противоположном потоку продувки. По существу, запорный клапан может быть необходим, если управление клапаном продувки бачка не точно синхронизируется, или сам клапан продувки бачка вынужден открываться высоким давлением во впускном коллекторе. Оценка абсолютного давления в коллекторе (MAP) может получаться с датчика 118 MAP, присоединенного к впускному коллектору 44 и поддерживающего связь с контроллером 12. В качестве альтернативы, MAP может логически выводиться из переменных режимов работы двигателя, таких как массовый расход воздуха (MAF), который измеряется датчиком MAF (не показан), присоединенным к впускному коллектору.
Топливная система 18 может приводиться в действие контроллером 12 в множестве режимов посредством избирательной регулировки различных клапанов и соленоидов. Например, топливная система может работать в режиме накопления паров топлива, в котором контроллер 12 может закрывать клапан 112 продувки бачка (CPV) и открывать вентиляционный клапан 114 бачка, чтобы направлять пары дозаправки и суточные пары в бачок 22 наряду с предохранением паров топлива от направления во впускной коллектор. В качестве еще одного примера, топливная система может приводиться в действие в режиме дозаправки (например, когда дозаправка топливного бака запрошена водителем транспортного средства), при этом контроллер 12 может поддерживать клапан 112 продувки бачка закрытым, чтобы сбрасывать давление топливного бака перед предоставлением топливу возможности добавляться в него. По существу, в обоих режимах, хранения топлива и дозаправки, клапаны 106A, 106B и 108 вентиляции топливного бака предполагаются открытыми.
В качестве еще одного другого примера, топливная система может приводиться в действие в режиме продувки бачка (например, после того, как была достигнута температура розжига устройства снижения токсичности выхлопных газов и при работающем двигателе), при этом контроллер 12 может открывать клапан 112 продувки бачка и открывать вентиляционный клапан 114 бачка. По существу, при продувке бачка, клапаны 106A, 106B и 108 вентиляции топливного бака предполагаются открытыми (хотя, в некоторых вариантах осуществления, некоторая комбинация клапанов может быть закрытой). В этом режиме, разрежение, сформированное впускным коллектором работающего двигателя может использоваться для втягивания свежего воздуха через вентиляционный канал 27 и через бачок 22 паров топлива, чтобы продувать накопленные пары топлива во впускной коллектор 44. В этом режиме, продутые пары топлива из бачка сжигаются в двигателе. Продувка может продолжаться до тех пор, пока накопленное количество паров топлива в бачке не станет ниже порогового значения. При продувке, изученные количество/концентрация паров могут использоваться для определения количества паров топлива, хранимых в бачке, а затем, в течение более поздней части операции продувки (когда бачок достаточно продут или пуст), обедненные количество/концентрация паров могут использоваться для оценки состояния загрузки бачка паров топлива. Например, один или более датчиков кислорода (не показаны) могут быть присоединены к бачку 22 (например, ниже по потоку от бачка), или расположены на впуске двигателя и/или выпуске двигателя, чтобы давать оценку загрузки бачка (то есть, количества паров топлива, накопленных в бачке). На основании загрузки бачка, а кроме того, на основании условий работы двигателя, таких как условия скорости вращения - нагрузки двигателя, может определяться скорость потока продувки.
Контроллер 12 также может быть выполнен с возможностью периодического исполнения процедуры выявления утечки в топливной системе 18 для подтверждения, что топливная система не подвергнута ухудшению работы. По существу, процедуры выявления утечки могут выполняться, в то время как транспортное средство является движущимся с включенным двигателем (например, в режиме работы на двигателе транспортного средства с гибридным приводом) или с выключенным двигателем (например, в режиме работы от аккумуляторных батарей транспортного средства с гибридным приводом). Испытания на утечку, выполняемые, в то время как двигатель выключен, могут включать в себя применение естественного разрежения выключенного двигателя в топливной системе. В них, топливный бак может уплотниться, когда двигатель выключен, посредством закрывания клапана продувки бачка и вентиляционного клапана бачка. По мере того, как топливный бак остывает, разрежение вырабатывается в паровоздушном пространстве топливного бака (вследствие зависимости между температурой и давлением газов). Во время выявления утечки естественного разрежения, вентиляционный клапан бачка (CVV) закрыт, и рост давления или рост разрежения контролируется для выяснения целостности на утечку. Если давление в топливном баке стабилизируется быстрее, чем ожидается, определяется утечка топливной системы. Испытания на утечку, в то время как двигатель включен, могут включать в себя прикладывание разрежения на впуске двигателя к топливной системе в течение некоторой длительности (например, до тех пор, пока не достигнуто целевое разрежение в топливном баке), а затем, изоляцию топливной системы наряду с контролем изменения давления в топливном баке (например, скорости затухания разрежения или окончательного значения давления). Утечка топливной системы, в таком случае, может идентифицироваться на основании скорости стравливания разрежения до атмосферного давления.
По существу, если любой из клапана продувки бачка или вентиляционного клапана бачка является застрявшим, избыточное разрежение может быть следствием в топливном баке. Это может нанести вред и повредить топливный бак, если не подвергается принятию ответных мер. Избыточное разрежение может происходить вследствие вентиляционного клапана бачка, который является застрявшим в закрытом положении, или вследствие клапана продувки бачка, который является застрявшим в открытом положении (или неплотно закрытым). По существу, на основании того, обусловлено ли избыточное разрежение ухудшением работы клапана продувки бачка или вентиляционного клапана бачка, может меняться подавляющее действие. Поэтому, авторы в материалах настоящего описания выявили, что может быть важным различать, обусловлено ли избыточное разрежение в топливном баке застреванием клапана продувки бачка в открытом положении или застреванием вентиляционного клапана бачка в закрытом положении. Как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2, в ответ на избыточное разрежение в топливном баке, наблюдаемое при работе двигателя, контроллер двигателя может проводить различение между проблемами клапанов на основании изменения разрежения в топливном баке вслед за изоляцией топливного бака после понижения тяги двигателя. В частности, на основании того, сохраняется ли избыточное разрежение в топливном баке в герметизированном топливном баке после понижения тяги двигателя, или начинает ли разрежение в топливном баке стравливаться, может определяться, подвергнут ли ухудшению работы клапан продувки или вентиляционный клапан бачка. Посредством контроля разрежения в топливном баке после понижения тяги двигателя, фактор шума разрежения от двигателя уменьшается, улучшая способность контроллера точно указывать первопричину избыточного разрежения. Посредством улучшения точности выявления ухудшения работы клапанов, повреждение топливного бака вследствие избыточных разрежений в баке может уменьшаться.
Система 6 транспортного средства дополнительно может включать в себя систему 14 управления. Система 14 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различенные примеры которых описаны в материалах настоящего описания) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания). В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчик 126 выхлопных газов, расположенный выше по потоку от устройства снижения токсичности выхлопных газов, датчик 128 температуры, датчик 118 MAP и датчик 129 давления. Другие датчики, такие как дополнительные датчики давления, температуры, топливно-воздушного соотношения и состава, могут быть присоединены к различным местоположениям в системе 6 транспортного средства. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы могут включать в себя топливную форсунку 66, клапан 112 продувки бачка, вентиляционный клапан 114 бачка и дроссель 62. Система 14 управления может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или управляющей программы, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерная процедура управления описана в материалах настоящего описания в отношении фиг. 2.
Таким образом, система по фиг. 1 дает возможность осуществления способа для топливной системы транспортного средства, в котором топливная система герметизируется от атмосферы после понижения тяги двигателя. Герметизация выполняется в ответ на указание избыточного разрежения в топливном баке, принятое, в то время как двигатель является работающим. Способ дополнительно дает ухудшению работы вентиляционного клапана бачка возможность отличаться от ухудшения работы клапана продувки бачка на основании изменения разрежения в топливной системе вслед за уплотнением.
Далее, с обращением к фиг. 2, показана примерная процедура 200 для идентификации причины избыточного разрежения в топливном баке. В частности, может определяться, повышены ли уровни разрежения в топливном баке вследствие застревания клапана продувки бачка в открытом положении или застревания вентиляционного клапана бачка в закрытом положении. На основании определения, могут предприниматься надлежащие подавляющие действия.
На этапе 202 оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, условия окружающей среды, температуру двигателя, уровень топлива, давление и температуру в топливном баке, уровень разрежения в топливной системе, и т.д. На этапе 204 определяют, является ли уровень разрежения в топливной системе более высоким, чем пороговый уровень разрежения (например, более высоким, чем 16 дюймов водяного столба). В одном из примеров, уровень разрежения в топливной системе включает в себя уровень разрежения в топливном баке. Таким образом, на этапе 204 определяют, есть ли избыточное разрежение в топливном баке. Если нет, процедура может заканчиваться, и может определяться, что нет ухудшения работы клапанов топливной системы.
Если выявлено избыточное разрежение в топливной системе (например, если избыточное разрежение в топливном баке выявлено на событии включения зажигания), то, на этапе 206, двигатель подвергают понижению тяги. Понижение тяги двигателя, например, может включать в себя состояние выключения зажигания транспортного средства (в котором водитель транспортного средства прекращает работу двигателя), выключение холостого хода двигателя при включенном зажигании транспортного средства (в котором двигатель избирательно выводится из работы в ответ на условия выключения холостого хода) и/или электрический режим работы при включенном зажигании транспортного средства (в котором работа транспортного средства переключается с режима от двигателя на режим от аккумуляторных батарей). В одном из примеров, в котором понижение тяги двигателя происходит в состоянии выключения зажигания транспортного средства, контроллер двигателя может поддерживаться в активном состоянии при понижении тяги двигателя и наряду с тем, что двигатель не является работающим.
На этапе 208, после того, как понижение тяги двигателя было подтверждено, топливная система может уплотниться от атмосферы и впуска двигателя. В материалах настоящего описания, герметизация топливной системы от атмосферы включает в себя закрывание вентиляционного клапана бачка, присоединенного между бачком топливной системы и атмосферой. Например, контроллер может побуждать соленоид вентиляционного клапана бачка закрываться. Кроме того, герметизация топливной системы от впуска двигателя включает в себя закрывание клапана продувки бачка, присоединенного между бачком топливной системы и впускном двигателя. Например, контроллер может побуждать соленоид клапана продувки бачка закрываться. Уровень разрежения в топливном баке, в таком случае, может контролироваться после уплотнения топливной системы.
На этапе 210 определяют, есть ли изменение уровня разрежения в топливном баке вслед за уплотнением топливной системы. В частности, определяют, является ли уровень разрежения в топливном баке все еще более высоким, чем пороговое значение (как он был до уплотнения, на этапе 204). Если нет (то есть, если нет существенного изменения разрежения в топливном баке), то, на этапе 212, в ответ на разрежение в топливной системе выше, чем пороговое значение, до уплотнения, и ниже, чем пороговое значение, после уплотнения, процедура указывает ухудшение работы клапана продувки бачка и не указывает ухудшение работы вентиляционного клапана бачка. В частности, может указываться, что клапан продувки бачка является застрявшим в открытом положении. Таким образом, может указываться, что избыточное разрежение в топливной системе, наблюдаемое при работе двигателя, было вследствие ухудшения работы клапана продувки бачка (а не вследствие ухудшения работы вентиляционного клапана бачка). В некоторых вариантах осуществления, в ответ на определение клапана продувки бачка застрявшим в открытом положении, контроллер может устанавливать диагностический код (например, MIL). Кроме того, контроллер может определять обнаружение утечки в тех случаях, когда CVV дана команда закрыться. Это защищает топливный бак.
В сравнение, в ответ на уровень разрежения в топливной системе выше, чем пороговое значение до уплотнения, а также и после уплотнения (то есть, если по существу нет изменения вслед за уплотнением), процедура включает в себя, на этапе 214, определение, является ли разрежение в топливной системе все еще более высоким, чем пороговое значение, впоследствии. Например, он может определять, находится ли уровень разрежения в топливной системе выше, чем 16 дюймов водяного столба. Пороговое значение может быть основано на ограничениях датчика давления. Кроме того, пороговое значение может меняться на основании природы топливного бака. Например, стальные топливные баки дают возможность использования более высоких пороговых значений, чем пластмассовые топливные баки.
Если нет, то, на этапе 216, клапан продувки бачка подвергают импульсам открывания (поскольку он является устройством с рабочим циклом). Это предоставляет закупоренному вентиляционному клапану бачка возможность раскупориваться.
Если, на этапе 214, разрежение в топливной системе все еще выше, чем пороговый уровень разрежения после побуждения открываться вентиляционного клапана бачка, то, на этапе 218, контроллер может побуждать клапан продувки бачка закрываться. В качестве альтернативы, если клапан продувки бачка уже приведен в закрытое положение, контроллер может поддерживать клапан продувки бачка закрытым и ожидать, чтобы уровень давления в топливном баке стабилизировался. Впоследствии, после того, как разрежение в топливном баке стабилизировалось, на этапе 220, процедура включает в себя подачу команды открываться вентиляционному клапану бачка. Например, контроллер может давать команду открываться соленоиду вентиляционного клапана.
После подачи команды открываться вентиляционному клапану на этапе 222, процедура включает в себя повторную оценку уровня разрежения в топливной системе, чтобы узнавать, является ли оно по-прежнему избыточным, а кроме того, удерживается ли оно постоянным. Например, определяют, находится ли уровень разрежения в топливном баке по-прежнему выше, чем пороговый уровень, и является ли скорость изменения уровня разрежения в топливном баке меньшей, чем пороговая скорость (например, пренебрежимо малой). Если да, то, на этапе 224, процедура включает в себя указание ухудшение работы вентиляционного клапана бачка в ответ на разрежение в топливной системе, остающееся выше, чем пороговое значение, после приведения в действие соленоида вентиляционного клапана бачка, и не указывает ухудшение работы клапана продувки бачка. В частности, может указываться, что вентиляционный клапан (или соленоид) бачка является застрявшим в закрытом положении. Таким образом, может указываться, что избыточное разрежение в топливной системе, наблюдаемое при работе двигателя, было вследствие ухудшения работы вентиляционного клапана бачка (а не вследствие ухудшения работы клапана продувки бачка). В некоторых вариантах осуществления, в ответ на определение вентиляционного клапана бачка застрявшим в закрытом положении, контроллер может устанавливать диагностический код (например, MIL). Кроме того, контроллер может отключать продувку или ограничивать продувку небольшим рабочим циклом. Это защищает топливный бак.
Если, на этапе 222, уровень разрежения в топливной системе не постоянен, то, на этапе 226 определяют, является ли избыточное разрежение в топливном баке медленно стравливаемым. Например, определяют, является ли разрежение в топливном баке движущимся в направлении уровней атмосферного давления. Если нет, процедура может заканчиваться. Иначе, на этапе 228, в ответ на нарастание разрежения в топливной системе от порогового уровня после приведения в действие вентиляционного клапана бачка, процедура включает в себя указание закупорки в магистрали свежего воздуха. То есть, может указываться, что избыточное разрежение в топливной системе, наблюдаемое при работе двигателя, было вследствие закупорки в магистрали свежего воздуха бачка (а не вследствие ухудшения работы вентиляционного клапана бачка или клапана продувки бачка). В некоторых вариантах осуществления, в ответ на закупоривание магистрали свежего воздуха (то есть, магистрали вентиляции бачка), контроллер может устанавливать диагностический код (например, MIL) и отключать или ограничивать продувку.
Таким образом, способ по фиг. 2, дает ухудшению работы вентиляционного клапана бачка возможность отличаться от ухудшения работы клапана продувки бачка на основании изменения разрежения в топливной системе вслед за уплотнением топливного бака после понижения тяги двигателя. В частности, посредством выполнения диагностической процедуры, когда фактор шума разрежения от двигателя является существенно более низким, точность выявления ухудшения работы улучшается. Следовательно, проблема клапанов топливной системы может идентифицироваться раньше и подвергаться принятию ответных мер своевременным образом.
В одном из примеров, топливный бак может уплотниться от атмосферы после понижения тяги двигателя. Затем, в первом состоянии, ухудшение работы клапана продувки бачка может указываться на основании изменения разрежения в топливном баке вслед за уплотнением. В сравнение, во втором состоянии, ухудшение работы вентиляционного клапана бачка может указываться на основании изменения разрежения в топливном баке вслед за уплотнением. По существу, герметизация топливного бака может выполняться в ответ на разрежение в топливном баке выше, чем пороговый уровень (например, избыточное, или выше 16 дюймов водяного столба), при работе двигателя. Кроме того, герметизация может выполняться после понижения тяги двигателя для уменьшения искажения результатов шумов разрежения от двигателя. Вентиляционный клапан бачка может побуждаться закрываться, в то время как клапан продувки бачка поддерживается закрытым, чтобы уплотнить топливный бак от атмосферы. В примере, в первом состоянии, указание включает в себя указание, что клапан продувки бачка является застрявшим в открытом положении, в ответ на разрежение в топливном баке ниже, чем пороговое значение, вслед за уплотнением. В сравнение, во втором состоянии, указание включает в себя указание, что вентиляционный клапан бачка является застрявшим в закрытом положении, в ответ на разрежение в топливном баке, остающееся выше, чем пороговое значение, после уплотнения, и также остающееся выше, чем пороговое значение при побуждении вентиляционного клапана бачка открываться.
Кроме того, в третьем состоянии, в ответ на разрежение в топливном баке, остающееся выше, чем пороговое значение, после уплотнения, и стравливающееся до атмосферных условий при приведении в действие вентиляционного клапана канистры, может указываться отсутствие ухудшения работы вентиляционного клапана бачка и клапана продувки бачка. Скорее, может указываться, что избыточное разрежение в топливной системе, наблюдаемое при работе двигателя, было вследствие закупорки в магистрали свежего воздуха бачка (то есть, вентиляционного канала бачка).
Далее, с обращением к фиг. 3, многомерная характеристика 300 изображает примерные изменения разрежения в топливном баке, которые могут использоваться для идентификации и отличия ухудшения работы клапана продувки бачка от ухудшения работы вентиляционного клапана бачка. В частности, многомерная характеристика 300 изображает работу двигателя на графике 302, изменения уровня разрежения в топливном баке (FT) показаны на графике 304, работа клапана продувки бачка (CPV) показана на графике 306, и работа вентиляционного клапана бачка (CVV) показана на графике 308.
До t1, транспортное средство может быть действующим с работающим двигателем. В то время как двигатель является работающим, вентиляционный клапан бачка и клапан продувки бачка могут открываться (графики 306, 308), чтобы продувать бачок топливной системы. Непосредственно перед t1, может быть видно резкое повышение разрежения в топливном баке (график 304). По существу, избыточное разрежение в топливном баке может вызывать повреждение топливного бака. Таким образом, в t1, в ответ на повышенное разрежение в топливном баке, может выполняться понижение тяги двигателя. В частности, двигатель может быть заглушен, так чтобы диагностическая процедура могла выполняться для идентификации причины повышенного разрежения. По существу, повышенное разрежение в топливном баке может быть обусловлено ухудшением работы клапана продувки бачка или ухудшением работы вентиляционного клапана. Посредством выполнения диагностической процедуры после того, как двигатель был подвергнут понижению тяги, фактор шума разрежения от двигателя может быть уменьшен, улучшая точность диагностирования.
После понижения тяги двигателя, на t1, клапану продувки бачка и вентиляционному клапану бачка может даваться команда закрываться. Посредством закрывания вентиляционного клапана бачка, топливный бак может уплотниться от атмосферы. Уровень разрежения в топливном баке, в таком случае, может контролироваться вслед за уплотнением топливного бака. В одном из примеров, как показано на графике 305 (пунктирная линия), вслед за уплотнением топливного бака, разрежение в топливном баке может начинать уменьшаться от повышенного уровня (например, от выше порогового значения до ниже порогового значения). В ответ на уровень разрежения в топливном баке выше, чем пороговое значение, до уплотнения топливного бака, но ниже, чем пороговое значение, после уплотнения, в t2 определяют, что было ухудшение работы клапана продувки бачка, которое вызвало повышенное разрежение в топливном баке до t1. Соответственно, в t2, диагностический код может устанавливаться для указания, что клапан продувки бачка был застрявшим в открытом положении.
Если разрежение в топливном баке по существу не изменяется вслед за уплотнением топливного бака (то есть, уровень разрежения остается повышенным и выше порогового значения, как показано на графике 304), то может определяться, что повышенное разрежение не было обусловлено ухудшением работы клапана продувки бачка. Затем, в t2, вентиляционный клапан бачка (график 308) может побуждаться открываться, и разрежение в топливном баке вновь может контролироваться. Если уровень разрежения в топливном баке продолжает оставаться повышенным вслед за приведением в действие вентиляционного клапана бачка, то, в t3 определяют, что было ухудшение работы вентиляционного клапана бачка, которое вызвало повышенное разрежение в топливном баке до t1. Соответственно, в t3, диагностический код может устанавливаться для указания, что вентиляционный клапан бачка был застрявшим в закрытом положении.
В некоторых вариантах осуществления (не показанных), уровень разрежения в топливном баке может начинать постепенно снижаться (с повышенного уровня разрежения в направлении уровней атмосферного давления) вслед за приведением в действие вентиляционного клапана бачка. Если это происходит, то может определяться, что не было ни ухудшения работы вентиляционного клапана бачка, ни ухудшения работы вентиляционного клапана бачка. Скорее, может определяться, что повышенное разрежение в топливном баке, наблюдаемое до t1, было вызвано вследствие закупорки в вентиляционном канале бачка (или магистрали свежего воздуха).
Следует принимать во внимание, что в вариантах осуществления, в которых двигатель выполнен в системе транспортного средства с гибридным приводом, изолирующий клапан, присоединенный между топливным баком и бачком топливной системы, может оставаться открытым (не показано на фиг. 3) во время процедуры диагностики.
Таким образом, первопричина избыточных уровней разрежения в топливном баке, наблюдаемых при работе двигателя, может идентифицироваться лучше. В частности, посредством изоляции топливного бака и контроля изменений разрежения в топливном баке изолированного топливного бака, когда двигатель был подвергнут понижению тяги, даже меньшие изменения разрежения в топливном баке могут использоваться для лучшего проведения различения ухудшения работы клапана продувки бачка от ухудшения работы вентиляционного клапана бачка. В частности, посредством выполнения диагностики в условиях, когда двигатель не является работающим, вклады шумов разрежения от двигателя могут уменьшаться, и точность выявления и различения ухудшения работы улучшается. Кроме того, посредством улучшения достоверности определения ухудшения работы, улучшается эффективность подавления ухудшения работы. В общем и целом, поддерживается целостность топливной системы.
Необходимо отметить, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Кроме того, одна или более различных конфигураций системы могут использоваться в комбинации с одной или более описанных диагностических процедур. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
1. Топливная система для транспортного средства, содержащая:
топливный бак для хранения топлива, используемого двигателем транспортного средства;
бачок, присоединенный к топливному баку для приема и накопления паров топливного бака;
клапан продувки бачка, присоединенный между бачком и впускным коллектором двигателя для подачи накопленных паров топливного бака из бачка в двигатель;
вентиляционный клапан бачка, присоединенный между бачком и атмосферой; и
контроллер с машинно-читаемыми командами для
в ответ на разрежение в топливном баке выше порогового значения при работе двигателя
осуществления мониторинга изменения разрежения в топливном баке вслед за последующим понижением тяги двигателя, причем топливный бак изолируется после понижения тяги двигателя; и
различения ухудшения работы клапана продувки бачка от ухудшения работы вентиляционного клапана бачка на основании подвергнутого мониторингу изменения разрежения в топливном баке.
2. Система по п. 1, в которой изолирование топливного бака после понижения тяги двигателя включает в себя побуждение вентиляционного клапана бачка к закрыванию.
3. Система по п. 2, в которой различение включает в себя указание, что клапан продувки бачка является застрявшим в открытом положении в ответ на разрежение в топливном баке ниже, чем пороговое значение, после того, как топливный бак изолирован, и указание, что вентиляционный клапан бачка является застрявшим в закрытом положении в ответ на разрежение в топливном баке, остающееся выше, чем пороговое значение, после того, как топливный бак изолирован, и остающееся выше, чем пороговое значение, при побуждении вентиляционного клапана бачка к открыванию.
4. Система по п. 3, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для указания закупорки в магистрали свежего воздуха в ответ на стравливание разрежения в топливном баке от порогового значения при побуждении вентиляционного клапана бачка к открыванию.
