专利名称：用于燃料蒸气控制的方法和系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及车辆诸如混合动カ车辆内的燃料蒸气抽取。
背景技术：
车辆排放控制系统可以构造成储存来自燃料箱添被供给燃料操作和日常发动机运行的燃料蒸气，并且然后在随后的发动机运行期间抽取储存的蒸气。在致カ于满足严格的联邦排放规定中，排放控制系统可能需要周期性地诊断是否存在能够将燃料蒸气释放到大气中的泄漏。可以通过在排放控制系统中形成真空之后密封该系统然后监控该真空的泄露(bleed-up)来识别蒸发泄漏。在混合动カ车辆中，泄漏检测程序可以适合于考虑減少的发动机运行次数，这能够导致对于泄漏检测和抽取程序的真空不足。在混合动カ车辆中用于检测蒸发泄漏一种示例方法公开在Chung等人的专利US7, 562，559中。其中，当车辆发动机没有运转时，或在电カ驱动模式期间，停止对发动机的燃料喷射和节气门操作，同时电动机或发电机运行以旋转发动机并且产生用于泄漏检测操作的真空。在产生足够的真空之后，密封排放控制系统并且诊断蒸发泄漏。但是，本文的发明人已经发现关于这种方法的潜在的问题。作为ー个示例，当发动机旋转以产生真空时，燃料蒸气可以从燃料箱抽出到发动机进气歧管中。抽出的燃料蒸气在随后的发动机运行期间可能导致空气-燃料比发生变化。如果发动机在产生较多的日常燃料蒸气热环境条件期间旋转，这种情况将会加重。作为另ー个示例，如果在燃料箱再次注入燃料期间车辆是静止时或者在车辆驾驶员检查车辆时发动机旋转以产生真空，驾驶员可能会大吃ー惊。
发明内容
因此，在一个示例中，通过ー种操作排放控制系统的方法至少可以部分地解决上述的ー些问题，该方法包括，在第一点火开关接通状态期间，旋转被被供给燃料的发动机并且将燃料箱蒸气储存在较大的第一滤罐中，并且在第二点火开关断开状态期间，旋转未被供给燃料的发动机并且将燃料箱蒸气储存在较小的第二滤罐中。以这种方式，在真空产生期间从燃料箱抽出的燃料蒸气可以储存在不同于主燃料蒸气滤罐的辅助直列式滤罐中。例如，在具体的状态期间，例如，当发动机已经有一段阈值量时间不运行时，发动机可在没有任何空气或燃料喷射到发动机汽缸中在起动机的协助下旋转以产生用于随后的泄漏检测程序所需要的真空。在真空产生之后，该真空可以施加于发动机的燃料系统，以识别燃料系统泄漏(例如，自燃料箱和/或从较大的主燃料蒸气滤罐的泄漏)。如果燃料箱正在被再次注入燃料，如果环境温度高于阈值，和/或如果车辆驾驶员处于车辆中，可以停止产生真空。在真空产生期间从燃料箱抽出的燃料蒸气可以储存较小的辅助滤罐中，所述较小的辅助碳罐被直线地联接在燃料箱和进气歧管之间。储存在辅助滤罐中的燃料蒸气的抽取可以在随后的发动机运行期间与来自主滤罐的燃料蒸气协调。以这种方式，发动机可以在没有燃料喷射下被旋转以产生用于蒸发泄漏诊断的真空，同时通过辅助滤罐将燃料箱蒸气与旋转的发动机隔离。在真空产生期间通过減少抽进到进气歧管中的燃料蒸气量，在后来的发动机运行期间，可以减小空气-燃料比偏差。而且，通过在特定的发动机停机状态下，停止产生真空，车辆驾驶员不会被吓到。在另ー个示例中，一种用于车辆发动机的方法，包括在点火开关断开状态期间，运行起动机以旋转未被供给燃料的发动机；和将在该旋转期间从燃料箱抽出的燃料蒸气储存第一滤罐中，所述第一滤罐被联接在燃料箱和发动机进气歧管之间。在另ー个示例中，旋转未被供给燃料的发动机包括在没有空气或燃料喷射的发动机的情况下旋转该发动机直到达到进气真空阈值。在另ー个示例中，该方法包括，在达到进气真空阈值之后，停止起动机并且将进气真空施加于燃料箱以检测车辆的燃料系统中的泄漏。在另ー个示例中，该方法还包括，在随后的点火开关接通状态期间，旋转被供给燃料的发动机并且将在发动机旋转期间从该燃料箱抽出的燃料蒸气储存在第二滤罐中，所述第二滤罐被联接至第一滤罐上游和燃料箱上游的进气歧管，其中第一滤罐小于第二滤罐；在发动机抽取状态期间，从第一和第二滤罐的每个滤罐将燃料蒸气抽取到发动机进气歧管，并且根据从每个滤罐抽取的燃料蒸气量调节燃料喷射。在另ー个示例中，点火开关断开状态包括发动机处于点火开关断开状态一段阈值持续时间，不要求燃料箱再次注入燃料，车辆是静止的，并且环境温度低于阈值，车辆驾驶员不在车内，电池充电状态高于阈值，并且第一滤罐的碳氢化合物负荷低于阈值。在另ー个不例中，提供一种车辆系统。该车辆系统包括具有进气歧管的发动机;联接于该发动机的电池操作的起动机；燃料箱；联接于该燃料箱上游的进气歧管的较大的第一滤罐；联接于该燃料箱下游的进气歧管的较小的第二滤罐；以及具有计算机可读指令的控制系统，该指令用于在点火开关断开状态期间，在没有空气-燃料喷射到发动机中的情况下，通过起动机的协助旋转发动机，并且将在该旋转期间从燃料箱抽出的燃料蒸气储存在第二滤罐中。在另ー个示例中，在没有空气或燃料喷射的情况下旋转发动机包括在旋转发动机的同时关闭进气节气门并且停止发动机点火直到达到进气真空阈值，并且其中控制系统还包括用于在达到进气真空阈值之后停止起动机并且将真空施加于燃料箱以识别泄漏的指令。在另ー个示例中，控制系统还包括用于在旋转期间响应下述ー个或更多条件停止起动机并且停止真空产生的指令，所述条件包括环境温度高于阈值温度，接收到燃料箱再次注入燃料请求，车辆驾驶员坐在车内，车辆驾驶员打开车门、发动机罩、车窗、或车辆行李箱以及第ニ滤罐中的碳氢化合物高于阈值。在另ー个示例中，控制系统还包括如下指令，所述指令用于在随后的点火开关接通状态期间，通过空气和燃料喷射到发动机中旋转发动机并且在该旋转期间将从燃料箱抽出的燃料蒸汽储存在第一滤罐中。在另ー个示例中，控制系统还包括如下指令，所述指令用于在抽取状态期间从第一滤罐抽取第一燃料蒸气量；从第二滤罐抽取第二燃料蒸气量；以及根据抽取的该第一燃料蒸气量和第二燃料蒸气量调节发动机燃料喷射。应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在具体实施方式
中进ー步描述。这并不意味着视为所要求保护主题的关键或基本的特征，所要求保护主题的范围由权利要求被唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。
图I不出发动机和有关的燃料蒸气回收系统的不意图。图2是示出说明用于操作图I的燃料蒸气回收系统的程序的高级流程图。图3示出说明示例抽取程序的高级流程图。
具体实施例方式下面的描述涉及用于控制联接于燃料系统的发动机系统的系统和方法，例如图I的系统。在选择的车辆点火开关断开状态期间，未被供给燃料的发动机被旋转以产生用于随后的泄漏检测程序的真空。发动机控制器可以构造成执行控制程序，例如图2的控制程序，以操作发动机起动机从而旋转未被供给燃料的发动机并且产生一定量的真空。在该旋转期间从燃料箱抽出的燃料蒸气被保存在较小的直列式滤罐中。一旦已经产生阈值量的真空之后，停止旋转发动机，并且密封燃料系统以执行泄漏检测程序。在抽取状态期间，保存在较小滤罐中的任何燃料蒸气与燃料系统中的较大的主滤罐的抽取相协调地被抽取，如图3中所详细说明的。通过在噪声因素被减轻的静止状态期间执行泄漏检测，能够改善检测的信噪比，同时减少所需要的校准工作。通过在真空产生期间将燃料蒸气储存在较小的滤罐中，燃料蒸气不被抽进进气歧管中，并且在随后的发动机运行期间能够减小空气-燃料比偏差。图I示出用于车辆的混合驱动系统100。混合驱动系统100包括具有进气歧管11的内燃发动机10。发动机10联接于变速器44。变速器44可以是手动变速器、自动变速器或其组合。而且，可以包括各种附加的部件，例如转矩转换器、齿轮组、最終传动装置等。变速器44被示出联接于可以与道路表面接触的驱动轮52。可选地，变速器44可以由电机50驱动。电机50由储存在能量储存装置中的能量供给动力，本文为电池46。其他的能量储存装置可以包括电容器、飞轮、压カ容器等。能量转换装置，本文为转换器48可以构造成将电池46的DC输出转换成被电机50使用的AC输出。电机50能够以再生的模式运行，即，作为发电机运行，以吸收来自车辆运动和/或发动机的能量，并且将所吸收的能量转换成适合于储存在电池46中的能量形式。还有，电机50可以根据需要作为电动机或发电机运行，以在发动机10在不同的燃烧模式之间转换期间(例如在火花点火模式和压缩点火模式之间转换期间)増大或吸收转矩。发动机10可以用包括起动机的发动机起动系统54起动。在一个示例中，电池操作的起动机可以联接于发动机，该起动机由来自电池46的能量驱动。在另ー个示例中，起动机可以是动力传动系驱动电机，例如通过联接装置连接于发动机的混合动カ装置。该联接装置可以包括变速器、一个或更多齿轮、和/或任何其他合适的联接装置。起动机可以构造成在预定的接近于零的阈值速度或低于预定的接近于零的阈值速度(例如，低于50或IOOrpm)支持发动机再起动。换句话说,通过操作起动系统54的起动机,发动机10可以旋转。在ー些状态期间，例如在点火开关接通状态期间当为了车辆运动希望发动机运行时，发动机可以被起动(例如，利用起动机的协助)并且被供给燃料的旋转(即，燃料和空气喷射到发动机汽缸中)以实现汽缸燃烧。在其他状态期间，如在图2详细说明的，例如在点火开关断开状态期间，发动机可以用起动机协助并且未被供给燃料旋转(即，在没有空气或燃料喷射到发动机汽缸中的情况下)以产生进气管真空。发动机可以旋转直到产生阈值真空，在产生阈值真空之后可以停止该旋转。产生的真空随后可以施加于发动机燃料系统30，用于泄漏检测诊断。混合驱动系统100可以在各种实施例中工作，包括纯混合系统，在该系统中车摘只被发动机驱动、只被电机驱动，或被两者组合驱动。可选地，也可以采用辅助或柔和混合实施例，其中发动机是主要转矩源，而电机在特定状态期间选择地増加转矩，例如在踩加速器踏板事件期间。因此，混合驱动系统100可以以各种运行模制工作。例如，在“发动机运转”模式期间，发动机10可以运行并且用作驱动车轮52动カ的主要转矩源。在“发动机运转”模式期间，燃料可以从包括燃料箱20的燃料系统30供给至发动机10。在另ー个示例中，在“发动机停机”模式期间，电机50可以工作以驱动车轮。在制动、低速、停止在交信号灯等期间，可以采用“发动机停机”模式。在又一个示例中，在“辅助”模式期间，另ー个转矩源可以与发动机10提供的转矩协同补充并且作用。燃料系统30包括联接于发动机进气歧管11的燃料箱20。燃料箱20可以保存多种燃料，例如汽油或燃料混合物，例如具有包括E10、E85等的醇类(こ醇)浓度范围的燃料，及其组合。燃料箱可以包括燃料水平传感器22，该传感器用于向控制器12发送关于燃料箱中的燃料水平的信号。燃料水平传感器22可以包括联接于可变电阻器的浮子，如图所示。可选地，可以使用其他类型的燃料水平传感器。响应燃料水平下降至低于阈值，可以产生燃料箱再次注入燃料请求并且为了再次注入燃料车辆驾驶员可以停止车辆。在再次注入燃料事件期间燃料可以经由再次注入燃料管路25从外部源泵送到车辆中，该再次注入燃料管路25从设置在车辆外体上的再次注入燃料ロ 24形成通路。联接于再次注入燃料ロ 24的再次注入燃料ロ传感器26可以是位置传感器，该传感器向控制器12发送对应于再次注入燃料ロ的打开或关闭状态的输入信号.燃料系统30可以包括一个或更多填充有适当的吸附剂的燃料蒸气回收装置，例如一个或更多滤罐，该燃料蒸气回收装置用于暂时收集在燃料箱中产生的燃料蒸气(包括蒸发的碳氢化合物)。在一个示例中，所用的吸附剂是活性炭。该ー个或更多滤罐可以通过蒸气管道80与燃料箱20的上部内部容积连通。因此，在燃料箱再次注入燃料事件期间(再次注入燃料的燃料蒸气)以及在车辆运行期间(日常的燃料蒸气)在燃料箱中可以产生的燃料蒸气。当满足抽取条件(图3)时，例如，当滤罐饱和时，储存的燃料蒸气可以通过打开滤罐抽取阀(CPV)64被抽取到发动机进气歧管11中。通过将燃料蒸气储存在滤罐中，并且在后来时间的发动机运行期间将它们抽取，能够减少车辆排放物同时改善燃料经济性。在所述示例中，燃料系统30包括联接于燃料箱20上游的发动机进气歧管11的较大的第一滤罐60，和联接于燃料箱20下游的进气歧管的第二较小滤罐62。蒸气管道80可以分支成第一分支管道82和第二分支管道84，其中第一滤罐60经由第一分支管道82并且第二滤罐62经由第二分支84被联接至燃料箱20。正如本文详细地说明的，第一较大的滤罐60可以构造成燃料系统30的基本或主要的滤罐，该滤罐构造成保持并储存再次注入的燃料和在车辆运行期间(例如，在点火开关接通状态期间)在燃料箱中产生的日常的燃料蒸气。比较而言，第二较小的直列式第二滤罐62可以构造成辅助滤罐,用于保持并储存在选择的点火开关断开状态期间当未被供给燃料的发动机旋转时抽进发动机进气歧管中的燃料蒸气，以产生用于泄漏检测程序的真空。换句话说，在选择的点火开关断开状态期间，抽进滤罐62中的燃料蒸气量可以小于在选择的点火开关接通状态期间抽进滤罐60中的燃料蒸气量。虽然所示的示例示出主滤罐(第一滤罐60)作为单个滤罐，但是，应当明白在可选的实施例中，多个这种滤罐可以连接在一起。第一滤罐60包括当储存或收集来自燃料系统30的燃料蒸气时用于将流过的气体引导到大气中的排气ロ 27。当经由抽取管道68和滤罐抽取阀64从燃料系统30抽取储存的燃料蒸气到发动机进气歧管11中时，排气ロ 27可以使新鮮空气能够被抽进燃料系统30中。排气ロ 27可以包括任选的滤罐通风阀(CVV) 66，以调节滤罐60和大气之间的空气和蒸气流。滤罐通风阀66也可以用于诊断程序。当被包括时，通风阀可以在燃料蒸气储存操作期间(例如在燃料箱再次注入燃料并且当发动机不运行吋)打开，以便空气和收集的蒸气在已经流过滤罐之后能够被排出到大气中。同样，在抽取操作期间(例如，在滤罐再生期间并且发动机运行吋)，滤罐通风阀66可以打开，以使新鲜空气流能够收集储存在滤罐中的燃料蒸气，并且滤罐抽取阀64可以打开，以使被抽取的蒸气流进进气歧管11中。虽然这个示例示出排气ロ 27与新鮮的未加热的空气连通，但是也可以利用各种修改。例如，通过热交换器加热的新鮮空气可以用来冲洗滤罐。因此，通过命令关闭滤罐通风阀，控制器可以将燃料系统与大气隔离。同样，通过命令关闭滤罐抽取阀，控制器可以将燃料系统与发动机进气歧管隔尚。任选的滤罐单向阀(未示出)可以包括在抽取管道68中以防止进气歧管压カ沿着与抽取流相反的方向流动气体。在一个示例中，在发动机10是包括诸如涡轮增压器的增压装置的增压发动机的情况下，可以包括单向阀以防止增压的进气歧管压カ沿着相反的方向流进抽取管道中。该单向阀可以设置滤罐抽取阀和进气歧管之间，或者可以设置在抽取阀之前。因此，如果滤罐抽取阀控制定时不精确或滤罐抽取阀本身能够被高进气歧管压カ强制打开时，该单向阀可以是必要的。进气歧管绝对压力(MAP)的估算可以从联接于进气歧管11并且与控制器通信的MAP传感器(未示出)获得。可选地，MAP可以从可选的诸如质量空气流量(MAF)的发动机运行状态推知，由联接于进气歧管的MAF传感器(未示出)測量。由于在ー些状态期间车辆在由发动机10提供动カ而在其他状态期间由电机50提供动力，混合驱动系统100可以具有減少的发动机运行时间。虽然减少的发动机运行时间整体上減少来自车辆的碳排放物，但是它们也可以导致储存在车辆的燃料系统的ー个或更多滤罐中的燃料蒸气的抽取不彻底。为了解决这个问题，燃料箱20可以设计成经受高燃料箱压力。例如，燃料箱20可以用能够在结构上经受高燃料箱压カ的材料制造，例如高于阈值并低于大气压カ的燃料箱压カ。此外，燃料箱隔离阀(FTIV) 70可以设置在分支管道52和54开始的分支点的上游的或在该分支点的蒸气管道80中。可选地，FTIV70可以包括在分支管道82中。FTIV70通常可以保持关闭，以限制从燃料箱20引向滤罐60的燃料蒸气的量。具体说，通常关闭的FTIV分开再次注入燃料蒸气的储存和日常蒸气的储存。FTIV可以只在再次注入燃料和抽取(例如，如果燃料箱压カ高于阈值)期间打开，以允许再次注入燃料蒸气被引向滤罐60。一个或更多压カ传感器72可以联接于燃料箱20，以提供燃料箱压カ的估计。可选地，压カ传感器可以设置在FTIV70的上游和/或下游，以提供燃料箱压カ的估计。ー个或更多氧传感器74可以在滤罐的下游设置在发动机进气管(如图所示)和/或排气管中，以提供滤罐的碳氢化合物(HC)负荷或容量的估计。因此，FTIV70、滤罐抽取阀64和滤罐通风阀66的其中一个或更多可以是电磁阀，其中阀的运行可以通过调节给专用电磁线圈(未示出)的驱动信号而被调节。在一个示例中，在抽取操作期间，沿着抽取管道68由滤罐抽取阀64释放到进气歧管11的蒸气的量和速率可以通过有关的滤罐抽取阀电磁线圈的占空比确定。因此，滤罐抽取阀电磁线圈的占空比可以响应包括例如空气-燃料比的发动机运行状态，通过诸如控制器12的车辆传动控制模块(PCM)确定。混合驱动系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被示出从多个传感器16(其各种示例在本文中被描述)接收示例信息并且将控制信号发送给多个致动器81 (其各种不例在本文中被描述)。作为ー个不例，传感器16可以包括压カ传感器72、燃料ロ位置传感器26、燃料水平传感器22、联接于进气歧管的氧传感器74、设置在发动机排放控制装置上游的各种排气传感器等。诸如附加的压カ传感器、温度传感器、空气/燃料比传感器以及组分传感器的其他传感器可以联接在驱动系统100中的各种位置。作为另ー个示例，致动器可以包括抽取阀64、通风阀66、FTIV 70、汽缸燃料喷射器(未示出)、联接于发动机进气歧管的进气节气门(未示出)等。控制系统14可以包括控制器12。该控制器接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并且根据对应于ー个或更多程序编程在其中的指令或编码，响应该处理的输入数据触发致动器。示例控制程序在本文中关于图2-3进行描述。燃料系统30通过各种阀(及其有关的电磁线圈)的选择性调节可以以多种模式由控制器12操作。例如，燃料系统可以用主燃料蒸气储存模式运行(例如，在燃料箱填充操作并且发动机不运行期间)，其中控制器12可以在关闭滤罐抽取阀(CPV) 64的同时打开FTIV70和滤罐通风阀66，以将再次注入燃料蒸气引导到第一滤罐60中同时防止燃料蒸气被引向进气歧管中。在另ー个示例中，燃料系统30可以用真空产生模式(例如在选择的点火开关断开状态期间，通过起动机协助未被供给燃料的发动机旋转，以产生用于泄漏检测程序的进气真空)操作，其中控制器12可以在关闭CVV 66的同时打开CPV64并打开FTIV 70，以将在发动机旋转期间从燃料箱抽出的任何燃料蒸气储存在第二滤罐62中。具体地，由于在旋转的发动机的进气歧管中产生的真空，朝着发动机抽出的任何燃料箱蒸气可以储存在较小的直列式滤罐62中，由此减少空气-燃料比干扰，这种干扰在随后的被供给燃料的发动机运行期间升高。作为另ー个示例，燃料系统可以用滤罐抽取模式运行(例如，在已经获得排放控制装置的起燃温度之后并且发动机运行)，其中控制器12可以在关闭FTIV 70的同时打开滤罐抽取阀64和滤罐通风阀66。在本文中，由运行发动机的进气歧管产生的真空可以用来抽进新鲜空气通过通风ロ 27并通过滤罐60和62，以将储存的燃料蒸气抽取到进气歧管11中。在这种模式中，从滤罐抽取的燃料蒸气在发动机中燃烧。抽取可以继续，直到在滤罐中的储存的燃料蒸气量低于阈值。在可选实施例中，不是利用处于大气压カ的新鲜空气，而是利用已经通过增压装置(例如涡轮增压器或机械增压器)的压缩空气来加速抽取操作。因此，燃料系统30可以需要用于能够加速抽取操作的附加的管路和阀。在抽取期间，已知的蒸气量/浓度可以用来确定储存在每个滤罐中的燃料蒸气的量，并且然后，在随后的抽取操作部分期间(当滤罐被充分抽取或变空时)，已知的蒸气量/浓度可以用来估计每个滤罐的负荷状态。在一个示例中，只有从第一滤罐已经抽取燃料蒸气的阈值量抽取之后，日常燃料蒸气的量通过打开FTIV 70可以从燃料箱抽取到缓冲器中。在另ー个示例中，只有从第ニ滤罐已经抽取燃料蒸气的阈值量之后，才使能发动机的真空产生操作(其中发动机由起动机未被供给燃料地旋转)。作为又ー个示例，燃料系统可以以燃料箱抽取模式运行(例如在第一滤罐60已经被抽取足够长时间以至于降低该滤罐的负荷状态低于储存的燃料蒸气的阈值量)，其中控制器12打开FTIV 70 一段时间以从燃料箱抽取一定量的燃料蒸气到滤罐中。作为又ー个示例，燃料系统可以用再次注入燃料模式运行(例如，当驾驶员需要燃料箱再次注入燃料吋)，其中控制器12可以在保持滤罐抽取阀64关闭的同时打开FTIV 70和滤罐通风阀66，以在燃料能够添加到其中之前降低燃料箱的压力。因此，在被供给燃料操作期间FTIV 70可以保持打开，以允再次注入燃料蒸气被储存在第一滤罐中。在再次注入燃料后之后，FTIV可以关闭。作为又ー个示例，燃料系统可以用泄漏检测模式运行(例如，当发动机处在选择的点火开关断开状态并且存在进气管真空的阈值量)，其中控制器12可以在打开抽取阀和FTIV的同时关闭滤罐通风阀66，以密封燃料系统。然后控制器可以将在发动机进气歧管中产生的真空施加于车辆燃料系统，具体说，施加于燃料箱和/或滤罐，以检测燃料系统中的泄漏。根据真空泄露(例如泄露速率)，控制器12可以识别燃料箱和/或滤罐中泄漏的存在和泄漏的直径。具体说，通过在发动机停机并且车辆静止时的状态期间进行泄漏检测，能够减小来自燃料晃动的噪音因素、高温、燃料蒸发和车辆动力学，因而明显地改善信噪比。因此，即便在O. 002"量级的泄漏尺寸(即孔直径)也能够被可靠地检測。现在返回到图2，图2示出用于运行车辆发动机和有关燃料系统的示例程序200。该程序能够在选择的点火开关断开状态期间，利用起动机的协助使未被供给燃料的发动机旋转，以产生用于泄漏检测程序的不足进气真空。在202该程序包括确定发动机处停机状态并且不运行。具体说，可以确认发动机处在点火开关断开状态。如果发动机处在点火开关断开状态，于是在204可以判断是否进行泄漏检测诊断。因此，可以需要周期性地执行泄漏检测程序。因此，在一个示例中，在从上一次泄漏检测已经过去一段阈值时间之后，可以进行泄漏检测诊断。在另ー个示例中，在车辆已经驱动阈值距离(例如阈值英里数)之后，可以进行泄漏检测诊断。如果不进行泄漏检测，程序可以结束。如果需要泄漏检测，于是在206，可以判断是否可获得用于执行泄漏检测程序的足够的真空。在一个示例中，可以判断是否存在可利用的足够的进气真空。可选地，如果真空储存在诸如储能器的压カ储存装置中，可以判断该储能器中是否存在用于进行诊断的足够的真空。如果足够的真空可被利用，于是在220，可以启动泄漏检测程序。其中，可得到的真空可以施加于燃料系统(例如，燃料箱和/或滤罐)并且对于存在的泄漏监控真空泄漏速率。在一个示例中，倘若燃料不是易蒸发的，如果真空泄漏速率高于阈值速率，可以确认存在泄漏。在另ー个示例中，泄漏的存在可以根据与于基准压カ有关的最終泄漏压力来确认。而且，泄漏孔的尺寸也可以根据相对于在校准步骤中确定的基准压カ的最終泄漏压カ来确
在一个示例中，泄漏检测程序可以包括第一校准步骤。在该校准步骤期间，真空可以施加于具有基准尺寸(直径)的基准孔。例如，燃料系统可以包括包含基准孔的阀，该基准孔用于在存在小泄露基准尺寸(例如EPA标准O. 5mm)的情况下确定真空读数。可选地，该基准孔可以包括在燃料系统的抽取管道中，例如，在滤罐和抽取阀之间，或者在平行于该抽取阀设置的分支的抽取管路中。根据这种结构，真空被施加于基准孔并且真空泄漏被监控。确定最終的參考真空值。然后进气真空施加于密封的燃料系统并且监控真空泄漏。在系统被关闭时获得的最终泄漏真空值与用基准孔获得的值相比较。在一个示例中，如果关闭的系统的最终泄漏真空值小于基准值(即，还低于大气压力)，则可以确定在该燃料系统中没有检测到泄漏。比较起来，如果最终泄漏真空值大于基准值(即，接近大气压力)，于是可以确定在燃料系统中存在泄漏。应当明白该倘若燃料不容易蒸发，泄漏检测程序可以响应于真空泄漏速率高于阈值(或最终泄漏真空值)识别泄漏。因此，诸如冬季级别燃料的蒸发燃料，由于其较高的挥发性(与夏季级别燃料比较)可以产生高泄漏速率。即，在燃料箱装有冬用级燃料的无泄漏燃料系统中，当环境温度高于阈值温度(例如，炎热的夏日)时进行的泄漏检测程序可以产生不真实的泄漏指示。在一个示例中，为了減少不真实的确定结果的发生(即，当不存在泄漏时检测到泄漏)，泄漏检测程序还可以修改。具体说，如果响应高真空泄漏速率识别潜在的泄漏，该程序可以使燃料箱通到大气并且重新密封燃料系统。如果在重新密封燃料系统之后，燃料系统压カ变化随着时间高于阈值值(例如，在预定量的时间压力变化多于预定的量)，于是该程序可以推断并指示前面的高真空泄漏率是由于气化的燃料造成的并且所识别的潜在的泄漏不是真实的确定結果。因此，测试结果可以不考虑，并且因此变差的指示可以据此修改。通过当车辆静止(例如驻车)时在车辆点火开关接通状态期间进行泄漏检测，能够在静止状态进行该泄漏检测，其中燃料箱温度是环境温度并且改善该检测程序的信噪比。返回到206，如果不能得到足够的真空，于是在208，判断是否存在真空产生条件。在本文中，可以确认选择的点火开关接通状态。具体说，响应下面的任一种情况可以确认真空产生条件发动机在点火开关断开状态已经过去一段阈值时间、车辆是静止的、不进行燃料箱被供给燃料(即，没有燃料箱被供给燃料被要求)、环境温度低于阈值温度(即，冷却器温度状态)，车辆驾驶员不在车里(例如，汽车停车驾驶员不在里面)，电池充电状态高于阈值，以及燃料系统的较小的第二滤罐(滤罐62)的碳氢化合物负荷低于阈值(例如，滤罐62被清空)。如果满足所有的真空产生条件，在210，程序包括操作起动机并且旋转未被供给燃料的发动机，利用起动机的协助，在发动机进气歧管中产生真空。在本文中，旋转未被供给燃料的发动机包括在没有空气或燃料喷射的情况下旋转发动机直到达到进气真空阈值。具体说，控制器可以构造成停止火花点火并且保持进气节气门关闭以旋转发动机而未被供给燃料。例如，进气节气门可以从其固有的部分打开位置运动到完全关闭位置或朝着完全关闭位置运动，以促进真空产生同时节省电能。在212该程序还包括，将发动机旋转期间抽出的来自燃料的燃料箱蒸气储存在燃料系统的小滤罐中，即，联接在燃料箱和发动机进气歧管之间的较小的直列式滤罐。結果，如果在208真空产生条件不被确认，于是在209，程序可
11以延迟起动机运行，并且发动机旋转直到每个真空产生条件被满足。在214，可以确认进气管真空是否达到阈值。如果达到进气真空阈值，于是在218，该程序包括停止起动机并且隔离燃料系统。正如前面详细说明的，隔离该燃料系统包括在打开FTIV的同时关闭滤罐抽取阀和滤罐通风阀以将燃料系统与大气隔离。如果没有达到阈值进气管真空，于是在216，该程序包括继续运行起动机并且利用起动机的协助旋转发动机，直到达到进气真空阈值，并且然后在达到进气真空阈值之后，停止起动机。应当明白，控制器还可以包括在未被供给燃料的发动机旋转期间响应下述状态的一个或更多用于停止起动机并且停止真空产生的指令环境温度高于阈值温度，接收到燃料箱被供给燃料请求，车辆驾驶员坐在车里面，驾驶员打开车门、发动机罩、车窗或车辆的行李箱，以及较小的直列式第二滤罐的HC负荷高于阈值。以这种方式，通过如果任何真空产生參数改变而停止真空产生，车辆驾驶员可以不会因为怠速发动机的突然的噪声而大吃ー惊。在220程序包括将产生的进气真空施加于燃气系统，例如，施加于燃料箱和/或较大的主滤罐，以检测并识别车辆的燃料系统的泄漏。然后控制器可以起动泄漏检测程序以识别燃料箱和/或较大的主滤罐(即图I中的滤罐60)中的泄漏的存在，以及泄漏孔的尺寸(例如，直径)。在泄漏检测程序期间，真空可以施加于密封的燃料系统(例如燃料箱和/或滤罐)并且可以与基准值比较，根据真空泄漏速率识别泄漏。返回到202，如果发动机停机状态未被确认，于是在222，可以确认发动机处于运行状态。例如，可以确认发动机处在点火开关接通状态。如果发动机点火开关接通状态被确认，于是在224，可以判断是否已经满足抽取条件。因此，根据下述各种发动机和车辆运行參数可以确认抽取，所述參数包括储存在每个滤罐中的碳氢化合物的量(例如储存在较大的第一滤罐中碳氢化合物的量高于第一较高阈值，并且储存在较小的第二滤罐中的碳氢化合物的量高于第二较低的阈值)，排放控制装置的温度(例如该温度高于阈值温度)，燃料温度，从上一次抽取以来的起动次数(例如起动次数高于阈值)，燃料性质(例如燃烧过的燃料中的醇类量，随着燃料中的醇类量的増加，抽取的频率增加)，以及其他各种參数。在另ー个示例中，如果控制器确定在之前发动机循环期间，燃料蒸气被引向较大的第一滤罐可以确认抽取状态。如果抽取状态不被确认，则程序可以结束。如果在226抽取状态被确认，则可以启动如图3详细说明的抽取程序。现在返回到图3，图3示出用于协调发动机的燃料系统的较大的第一(主)滤罐与发动机的燃料系统的较小的第二 (辅助)滤罐的抽取的示例程序300。在302，可以确认抽取状态，否则可以结束该程序。一旦确认抽取状态，在304，该程序包括确认在紧邻的上一发动机停机状态是否执行真空产生程序。因此，如果前面执行了真空产生程序(如图2所讨论的)，于是燃料系统的较小的滤罐(即图I的滤罐62)可以至少具有一些存储在其中燃料蒸气。因此，如果在前面执行了真空产生程序，于是在306，该程序包括确定较小的第二滤罐碳氢化合物(HC)负荷。在308，可以确定燃料系统的较大的第一滤罐的HC负荷。結果，如果前面没有执行真空产生程序，于是程序可以直接进行到308，以仅仅确认较大的第一滤罐的HC负荷。在310，该程序包括从第一和第二滤罐的每个抽取燃料蒸气到发动机进气歧管中。在本文中，从第一和第二滤罐的每个抽取燃料蒸气包括关闭燃料箱隔离阀并打开滤罐抽取阀。例如，滤罐抽取阀可以被打开以从第一滤罐抽取第一燃料蒸气量，并且从第二滤罐抽取第二燃料蒸气量。滤罐抽取数据(例如滤罐抽取速率、持续时间、抽取阀占空比等)可以基于发动机エ况。这些エ况态可以包括，例如，质量空气流量(MAF)、歧管空气压カ(MAP)、期望的空气-燃料比、从联接于滤罐下游和/或发动机进气歧管的氧传感器和/或碳氢化合物传感器的空气-燃料比反馈等。滤罐抽取数据也可以基于第一和第二滤罐每个的负荷状态(即，储存在滤罐中的燃料蒸气量/浓度)，它们在紧接着滤罐抽取操作之前的相应滤罐负荷运行期间被获知。在312，可以判断抽取操作是否已经完成。在一个示例中，抽取的完成可以基于已经过去的抽取时间，基于抽取速率和每个滤罐的抽取负荷计算的抽取持续时间。可选地，可以确认至少在该较大的第一滤罐中的储存的燃料蒸气量低于阈值量。因此，由于较大的第一滤罐的HC负荷大于较小的第二滤罐的HC负荷，充分抽取第一滤罐所需要的抽取持续时间也将足以抽取第二滤罐。燃料蒸气在每个滤罐中的储存量可以根据滤罐抽取速率、通过滤罐的空气流的速率以及从滤罐下游的氧传感器和/或碳氢化合物传感器空气-燃料比反馈、从联接于滤罐的压カ传感器反馈等来估算。可选地，储存的燃料蒸气量可以在前面的滤罐负荷或抽取操作期间得到，并且作为滤罐抽取持续时间、或滤罐容积的函数被影响。在一个示例中，可以确认滤罐被清空。在314，一旦完成抽取，在打开FTIV的同时可以关闭滤罐抽取阀以使燃料箱蒸气能够储存在刚刚抽取的较大的滤罐中。该程序还包括根据从第一和第二滤罐中抽取的燃料蒸气量调节发动机燃料喷射。在一个示例中在抽取阀被打开以从第一滤罐抽取第一燃料蒸气量并且从第二滤罐抽取第二燃料蒸气量的情况下，控制器可以根据抽取的燃料蒸气的第一和第二量调节发动机燃料喷射。具体说，根据滤罐抽取数据(例如滤罐抽取速率、从每个滤罐抽取的量等)可以调节对发动机汽缸的燃料喷射，以提供希望的空气-燃料比。在ー个示例中，随着从第一和第二滤罐引向发动机进气管的燃料蒸气的(第一和第二)量増加，喷射给发动机的燃料量可以相应地減少，以保持期希望的空气-燃料比(例如，在理想配比或其附近)。以这种方式，通过根据从该较大的主滤罐和较小的直列式滤罐抽取的燃料蒸气的量调节对发动机的燃料喷射，能够较好地补偿空气-燃料比偏差。在一个示例中，在第一点火开关接通状态期间，控制器可以旋转被供给燃料的发动机并且将在发动机运行期间产生的燃料蒸气储存在发动机燃料系统的较大的第一滤罐中。在第二点火开关断开状态期间，控制器可以旋转未被供给燃料的发动机并且将燃料箱蒸气储存在发动机燃料系统的较小的第二滤罐中，该较小的滤罐联接于燃料箱下游的进气歧管。第一点火开关接通状态可以在第二点火开关断开状态之前(例如，紧接着之前)。此外，在第一点火开关接通状态期间，可以不满足抽取条件，因此不发生抽取操作。因此在第一点火开关接通状态期间旋转被供给燃料的发动机包括在联接于燃料箱和进气歧管之间的抽取阀关闭的情况下旋转发动机。比较起来，在第二点火开关断开状态期间旋转未被供给燃料的发动机可以包括在抽取阀打开的情况下旋转发动机。例如，当车辆已经处在点火开关断开状态(soak) —段阈值时间时，发动机的控制系统可以被重新起动(唤醒)，并且起动机可以运行以旋转未被供给燃料的发动机，以产生进气真空，同时将旋转期间从燃料箱抽出的任何燃料蒸气吸附在较小的滤罐中。为了加快真空产生，在发动机旋转期间进气节气门可以从中间(或部分打开)位置运动离开到完全关闭位置，或朝着完全关闭位置移动。然后，当已经产生进气真空阈值量时，进气节气门可以返回到其原来中间(或部分打开)位置。在第二点火开关断开状态之后的随后的第三点火开关接通状态期间，控制器可以再一次旋转被供给燃料的发动机，并且将在发动机运行期间从燃料箱抽出的燃料蒸气储存在联接于燃料箱上游的进气歧管的较大的第一滤罐中。该第三点火开关接通状态可以是抽取条件被满足的点火开关接通状态。因此，控制器可以打开抽取阀，以从第一滤罐抽取第一燃料蒸气量，并且从第二滤罐抽取第二燃料蒸气量到发动机进气歧管中，并且然后根据抽取的燃料蒸气的该第一和第二量调节对发动机的燃料喷射。即，控制器可以调节(例如减少)发动机燃料喷射较大的量(与只有较大的第一滤罐被抽取相比)以提供期望的空气-燃料比。以这种方式，发动机在静止状态期间可以由起动机旋转，没有燃料喷射给发动机汽缸，以产生足够的真空用于要求的蒸发泄漏诊断。同吋，从旋转的发动机抽出的燃料蒸气可以储存在直列式辅助滤罐中以减少抽出的燃料蒸气量进入发动机进气歧管，因而减小空气-燃料比偏差。通过在静止状态期间进行泄漏诊断，能够减少不利地曲解泄漏检测程序的结果的因素，例如车辆噪声的因素、燃料晃动的因素、高坏境温度、燃料气化以及车辆动力学。还能够改善校准工作。通过改善泄漏检测程序的信噪比，能够提高泄漏检测精度，使同样的部件能够可靠地检测更小的泄漏本并且满足更严格的联邦排放物规定。通过在进气歧管真空产生期间抽取储存在较小的滤罐中的燃料蒸气，能够减小在后来的发动机运行期间的空气-燃料比偏差。而且，通过在规定的点火开关断开状态下停止产生真空，车辆驾驶员不会因突然的发动机空转噪音而惊慌。应当指出，这里包括的示范性的控制和估算程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起应用。这里描述的具体的程序可以表示任何数目处理策略的其中ー个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，并行进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示被编程为发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的编码。应当明白，本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用干与4缸发动机相对的V-6、I-4、I-6、V-12以及其他发动机类型。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。下面的权利要求具体指出认为新颖的和非显而易见的ー些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、等同或不同都被认为包含在本发明的主题内。
1权利要求
1.一种用于车辆发动机的方法，包括 在第一点火开关接通状态期间，旋转被供给燃料的发动机并且将燃料箱蒸气储存在较大的第一滤罐中，和 在第二点火开关断开状态期间，旋转未被供给燃料的发动机并且将燃料箱蒸气储存在较小的第二滤罐中。
2.根据权利要求I的方法，其中旋转该未被供给燃料的发动机包括借助起动机的协助旋转发动机直到达到进气管真空阈值，并且然后停止所述起动机。
3.根据权利要求2的方法，还包括在第二点火开关断开状态期间，在达到进气真空阈值之后，将该真空施加于车辆燃料系统以检测该燃料系统中的泄漏。
4.根据权利要求I的方法，其中所述第二点火开关断开状态包括下述的每ー个发动机处在点火开关断开状态阈值持续时间、车辆是静止的、不进行燃料箱再次注入燃料、环境温度低于阈值、车辆驾驶员不在车内、电池充电状态高于阈值、以及所述第二滤罐的碳氢化合物负荷低于阈值。
5.根据权利要求I的方法，其中旋转未被供给燃料的该发动机包括停止火花并且保持进气节气门关闭以旋转该发动机而不喷射燃料。
6.根据权利要求I的方法，其中该发动机进气歧联接于所述燃料箱，其中该较大的第一滤罐联接于该燃料箱上游的进气歧管，而该较小的第二滤罐联接于该燃料箱下游的进气歧管；其中该第一点火开关接通状态在第二点火开关断开状态之前，并且其中该第一点火开关接通状态包括不满足抽取条件。
7.根据权利要求6的方法，其中该发动机包括联接于该燃料箱和进气歧管之间并且在第二滤罐下游的抽取阀，并且其中在所述第一点火开关接通状态期间旋转被供给燃料的该发动机包括在抽取阀关闭的情况下旋转该发动机，同时在第二点火开关断开状态期间旋转未被供给燃料的该发动机包括在抽取阀打开的情况下旋转该发动机。
8.根据权利要求7的方法，在第二点火开关断开状态之后的第三点火开关接通状态期间，其中满足抽取条件，打开所述抽取阀以从所述第一滤罐抽取第一燃料蒸气量，并且从所述第二滤罐抽取第二燃料蒸气量到所述发动机进气歧管，并且根据抽取的燃料蒸气的该第一和第二量调节对所述发动机的燃料喷射。
9.ー种用于车辆发动机方法，包括 在点火开关断开状态期间， 操作起动机以旋转未被供给燃料的该发动机；和 将在该旋转期间从燃料箱抽出的燃料蒸气储存在联接于该燃料箱和发动机进气歧管之间的第一滤罐中。
10.一种车辆系统,包括 包括进气歧管的发动机； 联接于该发动机的电池操作的起动机； 燃料箱； 在该燃料箱上游联接于进气歧管的较大的第一滤罐； 在该燃料箱下游联接于进气歧管的较小的第二滤罐；以及 具有计算机可读指令的控制系统，该指令用于在点火开关断开状态期间，在没有空气或燃料喷射到发动机中的情况下借助起动机的协助旋转该发动机，并且将在该旋转期间从该燃料箱抽出的燃料蒸气储存在该第二滤罐中。
全文摘要
本发明公开了用于运行发动机以产生用于随后的泄漏检测程序的真空的方法和系统。在选择的点火开关断开状态期间，起动机运行以旋转未被供给燃料的发动机并且产生用于泄漏检测的进气真空。在旋转期间抽出的燃料蒸汽储存在辅助滤罐中，在抽取状态期间该辅助滤罐与主滤罐中的燃料蒸汽一起被抽取。
文档编号F02N11/00GK102913346SQ20121027420
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月3日 优先权日2011年8月4日
发明者R·R·严茨, M·W·皮特斯, A·I·德泽利亚, A·M·杜德尔 申请人:福特环球技术公司