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：
本申请涉及诸如混合动カ车辆的车辆中的燃料蒸气抽取和泄漏检測。
背景技术：
混合动カ车辆中的減少的发动机运行时间实现燃料经济性和減少的燃料排放的优点。然而，较短的发动机运行时间能够导致来自车辆排放控制系统的燃料蒸气的抽取不充分以及进行燃料系统泄漏诊断操作的时间不充分。为了解决其中的一些问题，混合动カ车辆可以在燃料箱和排放系统的烃滤罐之间包括燃料箱隔离阀(FTIV)，以限制滤罐中吸收的燃料蒸气量。于是FTIV的打开或关闭可以根据燃料系统状况进行调节，以实现燃料蒸气抽取或泄漏检測。一种用于燃料系统控制的示范性方法由Fujimoto等人公开在US2003/0183206中。其中，当存在用于进行泄漏诊断程序的条件时，燃料箱隔离阀被关闭同时滤罐抽取速率在低抽取速率和高抽取速率之间变化。在高滤罐抽取速率状态和低滤罐抽取速率状态之间的燃料箱压カ的变化用来推断燃料系统退化。但是，本文的发明人已经发现用这种方法的潜在问题。作为ー个例子，燃料蒸气抽取操作在车辆行驶周期期间可得到的时间内可以与泄漏诊断程序一起完成。换句话说，在(较高或较低的)抽取速率可以足以能够识别燃料系统退化的同时，使滤罐能够充分抽取的抽取持续时间可能不够长。结果，在后来的行驶周期期间，燃料蒸气可能不被储存并且排气排放可能退化。另ー方面，如果抽取操作能够连续排空储存的燃料蒸气，则可能没有留下足够的行驶周期时间来进行泄漏检测程序。结果，燃料系统退化可能不被及时确定并且排气排放可以再一次退化。
发明内容
一个例子中，上述一些问题可以通过操作燃料系统的方法至少部分地解决，该燃料系统包括经由隔离阀连接于燃料蒸气滤罐的燃料箱。该方法可以包括在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气一段持续时间，直到产生燃料箱真空的阈值水平。以这种方式，抽取操作的真空产生潜能可以有利地用来产生用于泄漏检测程序所需要
的真空。在一个例子中，当满足抽取条件时，并且当抽取流速(根据滤罐负荷和发动机速度-负荷组状态确定)高于阈值速率时，可以确定抽取操作具有真空产生潜能。如果存在用于进行泄漏检测程序的不足够的燃料箱真空(例如，燃料箱真空水平低于目标水平)，则可以在隔离阀打开的情况下进行抽取一段持续时间直到获得目标水平的真空。在达到目标燃料箱真空之后，隔离阀可以关闭以隔离燃料箱并且开始泄漏检测程序。例如，可以监控燃料箱真空的消退速率以确定燃料箱泄漏。任选地，在隔离阀关闭的情况下可以继续抽取，因此到发动机进气部分的燃料蒸气抽取和燃料箱泄漏检测同时进行。以这种方式，在隔离阀打开的情况下通过从滤罐抽取燃料蒸气至少一段抽取的持续时间，燃料蒸气抽取可以机会性地用来减少燃料箱压力到希望的真空水平，例如，基于压力下降的泄漏诊断程序可以进行的真空水平。其后，通过在隔离阀关闭的情况下抽取并且同时进行泄漏检测程序，既能够进行燃料蒸气抽取又能够进行泄漏检测，并且在相同的车辆行驶周期内完成。此外，能够减少测试结果中的一个周期到另一个周期的变化。通过改进抽取和泄漏检测操作两者的进行的频率，还可以较好地确保排放一致性/适应性(compliance)。在另一个例子中，提供一种操作燃料系统的方法，该燃料系统包括经由隔离阀连接于滤罐的燃料箱。该方法包括:在第一抽取状况期间，在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气；和在第二抽取状况期间，在隔离阀关闭的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，其中在第一和第二抽取状况的每个抽取状况期间，燃料箱压力在该燃料箱的机械压力限度内。在另一个例子中，在第一状况期间，燃料箱真空水平低于阈值水平，并且其中在第二状况期间，燃料箱真空水平高于阈值水平。在另一个例子中，在第一状况期间，抽取是在第一较高的抽取流速，而在第二状况期间，抽取是在第二较低的抽取流速。在另一个例子中，第二抽取流速基于滤罐燃料蒸气负荷，并且其中该第一抽取流速与滤罐燃料蒸气负荷无关。在另一个例子中，在第一状况期间，抽取基于滤罐负荷、发动机负荷和燃料箱真空水平进行第一持续时间，而其中，在第二状况期间，抽取基于滤罐负荷、发动机负荷进行第二持续时间，第一持续时间比第二持续时间长。在另一个例子中，当燃料箱真空水平和用于实现泄漏检测程序的阈值真空水平之间的差增加时第一持续时间增加。在另一个例子中，该方法还包括在第一状况期间，在第一持续时间已经过去之后，在隔离阀关闭的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，同时检测燃料箱中的泄漏。在另一个例子中，检测基于在隔离阀关闭的情况下燃料箱的真空衰退速率。在另一个例子中，提供一种用于车辆的燃料系统。该系统包括:燃料箱；经由阀连接于该燃料箱的滤罐；包括进气部分的发动机；连接于该燃料箱并且构造成估算燃料箱真空水平的压力传感器；和具有计算机可读的指令的控制系统，用于:在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气一段持续时间直到燃料箱真空水平高于阈值真空水平；并且在该持续时间之后，在隔离关闭的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，同时检测燃料箱中的泄漏。在另一个例子中，检测燃料系统中的泄漏包括在燃料箱真空水平的下降速率高于阈值速率时指示燃料箱泄漏在另一个例子中，控制系统还包括指令，该指令用于在隔离阀打开的情况下根据发动机速度、发动机负荷和滤罐负荷确定该抽取的初始抽取流速；和在隔离阀打开的情况下响应估算的燃料箱真空水平低于阈值水平增加抽取的抽取流速。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，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所主张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1不出发动机和有关的燃料系统的不意图。图2示出图1的燃料系统的实施例。图3示出举例说明为了接下来的泄漏检测程序在滤罐抽取期间用于实现真空产生的程序的高水平的流程图。图4示出用于确定抽取操作的真空产生潜能的映射。图5示出为了真空产生和燃料系统泄漏检测的燃料蒸气抽取的例子。
具体实施例方式下面的描述涉及用于操作诸如图2的系统的燃料系统的系统和方法，该燃料系统连接于发动机系统，例如图1的发动机系统。在选择的抽取状况期间，抽取操作的真空产生潜能(图4)可以有利地用来形成希望的燃料箱真空水平。发动机控制器可以构造成执行控制程序，例如图3的示范性程序，以在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，以便产生燃料箱真空。其后隔离阀可以关闭以便在产生的真空用来识别燃料箱中的泄漏的同时能够继续抽取。在真空产生的情况下示范性抽取操作示于图5中。图1 出混合动カ车摘系统6的意图，该车摘系统能够从发动机系统8和诸如蓄电池系统的车载能量储存装置(未示出)得到驱动力。可以操作诸如发电机(未示出)的能量转换装置以吸收来自车辆运动和/或发动机运行的能量并且然后通过能量储存装置将吸收的能量转换成适合储存的能量形式。发动机系统8包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气部分23和发动机排气部分25。发动机进气部分23包括经由进气通道42流体地连接于进气歧管44的节气门62。发动机排气部分25包括通向排气通道35的排气歧管48，排气通道35引导排气到大气中。发动机排气部分25可以包括在紧密连接位置安装的一个或更多个排放控制装置70。该ー个或更多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx收集器、柴油微粒滤清器、氧化催化剂等。应当明白，正如在图2的示范性实施例中进ー步详细说明的，诸如各种阀和传感器的其他部件也可以包括在发动机中。在一些实施例中，发动机进气部分23还可以包括增压装置，例如压缩机74。压缩机74可以构造成在大气压下吸入进气并且将它增压到较高的压カ。因此，增压装置可以是涡轮增压器的压缩机，其中增压的空气被引进到节气门前或涡轮增压器的压缩机，其中节气门设置在增压装置之前。利用增压的进气，可以进行增压的发动机运行。发动机系统8可以连接于燃料系统18。燃料系统18可以包括连接于燃料泵系统21和燃料蒸气回收系统22的燃料箱20。燃料箱20可以保持多种燃料混合物，包括具有一定范围的醇浓度的燃料，例如各种汽油-こ醇混合物、包括E10、E85、汽油等和其组合。燃料泵系统21可以包括一个或更多个泵，用于使提供给发动机10的喷嘴——例如示范性喷嘴66的燃料增压。虽然仅仅示出单个喷嘴66，但是对于每个汽缸可以提供附加的喷嘴。应当明白，燃料系统18可以是非回流式燃料系统、回流式燃料系统或各种其他类型的燃料系统。燃料箱20中产生的蒸气可以在被抽取到发动机进气部分23之前通过导管31引导给下面进一步描述的燃料蒸气回收系统22。燃料系统18的燃料蒸气回收系统22可以包括一个或更多个燃料蒸气回收装置，例如用合适的吸收剂填充的一个或更多个滤罐，用于临时收集在燃料箱加燃料操作期间产生的燃料蒸气(包括蒸发的烃)以及昼夜(diurnal)蒸气。在一个例子中，所用的吸收剂是活性炭。当满足抽取操作条件时，例如当滤罐饱和时，储存在燃料蒸气回收系统22中的蒸气可以通过打开滤罐抽取阀112抽取到发动机进气部分23。燃料蒸气回收系统22还可以包括通风口 27，当储存或收集来自燃料箱20的蒸气时通风口 27可以将从回收系统22中出来的气体引导到大气中。当经由抽取管路28和抽取阀112将储存的燃料蒸气抽取到发动机进气部分23时，通风口 27还能够使新鲜空气被吸入到燃料蒸气回收系统22中。滤罐单向阀116可以任选地包括在抽取管路28中以防止(增压的)进气歧管压力使气体沿着相反的方向流进抽取管路。虽然这个实施例示出通风口27与新鲜的、未加热的空气连通，但是，也可以利用各种修改。包括燃料蒸气回收系统22的燃料系统18的详细的系统结构在本文中在下面关于图2描述，燃料系统18包括可以包括在进气部分和排气部分中的各种附加的部件。因此，由于在一些状态期间车辆由发动机8供给动力，并且在另一些状态期间由能量储存装置供给动力，混合动力车辆系统6可以具有减少的发动机运行时间。虽然减少的发动机运行时间减少来自车辆的总的碳排放，但是这些排放也可能导致来自车辆的排放控制装置的燃料蒸气的不充分的抽取。为了解决这个问题，燃料箱20可以构造成经受高燃料箱压力。具体说，燃料箱隔离阀110包括在导管31中，使得燃料箱20经由该阀连接于燃料蒸气回收系统22的滤罐。隔离阀110通常可以保持关闭，以限制来自燃料箱的吸收在滤罐中的燃料蒸气的量。特别是，常闭的隔离阀分开加燃料蒸气的储存和昼夜蒸气的储存，并且在加燃料期间打开，以使加燃料的蒸气能够被引导到滤罐。作为另一个例子，常闭的隔离阀在选定的抽取条件期间可以打开，例如当燃料箱压力高于阈值(例如，燃料箱的机械的压力限度，高于它燃料箱和其他压燃料系统部件可能发生机械损坏)时，以释放加燃料蒸气到滤罐中并且保持燃料箱压力低于压力限度。隔离阀110也可以在泄漏检测程序期间关闭以隔离燃料箱与发动机进气部分。正如在图3详细地说明的，在一个例子中，当在燃料箱20中能够得到足够的真空时，隔离阀可以关闭以隔离燃料箱并且可以监控燃料箱真空的消退速率(即，燃料箱真空减少的速率，或燃料箱压力增加的速率)以识别燃料箱的泄漏。在一些实施例中，隔离阀110可以是这样一种电磁阀，其中该阀的操作可以通过调节给专用螺线管(未示出)的驱动信号(或脉冲宽度)来调节。在另一些其他的实施例中，燃料箱20也可以用结构上能够经受高燃料箱压力的材料构造，例如高于阈值压力的和低于大气压力的燃料箱压力。在隔离阀110的上游或下游，一个或更多个压力传感器(图2)可以连接于燃料箱，以估算燃料箱压力，或燃料箱真空水平。一个或更多个压力传感器(图2)可以连接于滤罐(例如在滤罐的下游)，或设置在发动机进气部分和/或发动机排气部分中，以提供滤罐负荷(即，储存在滤罐中的燃料蒸气的量)估算。根据滤罐负荷，并且还根据发动机工况，例如发动机速度-负荷状态，可以确定抽取流速。车辆系统6还可以包括控制系统14。控制系统14被示出接收来自多个传感器16(其各种例子在本文中描述)的信息并且向多个致动器81 (其各种例子在本文中描述)发送控制信号。作为ー个例子，传感器16可以包括设置在排气控制装置上游的排气传感器126、温度传感器128和压カ传感器129。诸如附加的压力、温度、空气/燃料比的其他传感器和成分传感器可以连接于车辆系统6中的各种位置，正如在图2中更详细地讨论(示出)的。作为另ー个例子，致动器可以包括燃料喷嘴66、隔离阀110、抽取阀112和节气门62。控制系统14可以包括控制器12。该控制器可以接收来自各种传感器的输入数据，处理该输入数据，并且根据对应于ー个或更多个程序编程在其中的指令或编码响应该处理的输入数据激发致动器。示范性的控制程序在本文中关于图3进行描述。图2示出包括燃料蒸气回收系统22的燃料系统18的示范性实施例200。燃料蒸气回收系统22可以包括ー个或更多个燃料蒸气保持装置，例如包含吸收剂的燃料蒸气滤罐202。滤罐202可以通过导管31接收来自燃料箱20的燃料蒸气。在正常的发动机运行期间，隔离阀110可以保持关闭以限制从燃料箱20引导到滤罐202的昼夜蒸气的量。在加燃料操作和选择的抽取条件期间，隔离阀110可以临时打开，例如一段持续时间，以将来自燃料箱的燃料蒸气引导到滤罐202。虽然描述的例子示出隔离阀110沿着导管31设置，但是在另外的实施例中，隔离阀可以安装在燃料箱20上。—个或更多个压カ传感器可以连接于燃料箱20用于估算燃料箱压カ或真空水平。虽然描述的例子示出压カ传感器120连接于燃料箱20，但是在另外的实施例中，压カ传感器可以连接于燃料箱和隔离阀110之间。在又一些其他实施例中，第一压カ传感器可以设置在隔离阀的上游，而第二压カ传感器可以设置在隔离阀的下游，以提供该阀的压カ差的估算。设置在燃料箱20中的燃料水平传感器206可以向控制器12提供燃料水平指示(“燃料水平输入”)。正如所描述的，燃料水平传感器206可以包括连接于可变电阻器(resister)的浮子。可选地，可以用其他类型的燃料水平传感器。燃料箱20还可以包括用于向喷嘴66泵送燃料的燃料泵207。燃料箱20通过加燃料管道216接收燃料，加燃料管道216用作燃料箱20和车辆的外体上的加燃料门229之间的通道。在燃料箱加燃料事件期间，燃料可以从外部源通过加燃料门泵送到车辆中。在加燃料事件期间，隔离阀110可以打开以使加燃料的蒸气能够被引导到并储存在滤罐中。滤罐202可以通过通风ロ 27与大气连通。通风ロ 27可以包括可选的滤罐通风ロ阀(未示出)，以调节滤罐202和大气之间的空气流和蒸气。滤罐通风ロ阀也可以用于诊断程序。当包括该阀时，在燃料蒸气储存操作期间(例如，在燃料箱加燃料并且同时发动机不运转期间)，该通风ロ阀可以打开，使得由燃料蒸气收集的空气能够被推出到大气中。同样，在抽取操作期间(例如，在滤罐再生并且同时发动机运转期间)，通风ロ阀可以打开以使新鲜空气流能够捕获储存在滤罐中的燃料蒸气。例如，在抽取操作期间从滤罐202释放的燃料蒸气，可以通过抽取管道28被引导到发动机进气歧管44中。沿着抽取管道28的蒸气流可以由连接在燃料蒸气滤罐和发动机进气部分之间的滤罐抽取阀112调节。由滤罐抽取阀释放的蒸气的量和速率可以通过有关的滤罐抽取阀螺线管(未示出)的占空比确定。因此，滤罐抽取阀螺线管的占空比由车辆的传动装置控制模块(PCM)，例如控制器12，响应发动机行エ况确定，发动机行エ况包括，例如，发动机速度-负荷状态、空气-燃料比、滤罐负荷等。通过命令滤罐抽取阀关闭，控制器可以相对于发动机进气部分密封燃料蒸气回收系统。任选的滤罐单向阀可以包括在抽取管道28中以防止进气歧管压力沿着抽取流的相反的方向流动气体。因此，如果滤罐抽取阀控制不精确地定时或滤罐抽取阀本身能够被高进气歧管压力被迫打开，单向阀可以是必要的。歧管绝对压力(MAP)的估算可以从连接于进气歧管44并且与控制器12连通的MAP传感器218得到。可选地，MAP可以从另外的发动机工况推导出，例如，从由连接于进气歧管的质量空气流传感器(未示出)测量的质量空气流(MAF)推导出。单向阀可以设置在滤罐抽取阀和进气歧管之间，或可以设置在抽取阀之前。燃料蒸气回收系统22通过选择地调节各种阀和螺线管可以以多种模式由控制器12操作。例如，燃料蒸气回收系统可以以燃料蒸气储存模式操作(例如，在燃料箱加燃料操作期间并且在发动机不运转的情况下)，其中在关闭滤罐抽取阀(CPV) 112的同时控制器12可以打开隔离阀110以引导加燃料的蒸气到滤罐202中，同时防止燃料蒸气被引导到进气
歧管中。作为另一个例子，燃料蒸气回收系统可以以加燃料模式操作(例如，当车辆驾驶员请求燃料箱加燃料时)，其中控制器12可以打开隔离阀110，同时保持滤罐抽取阀112关闭，在允许燃料能够被添加到其中之前使燃料箱减压。因此，在加燃料操作期间隔离阀110可以保持打开，以使加燃料的蒸气能够被储存在滤te中。在完成加燃料之后隔尚阀可以关闭。作为又一个例子，燃料蒸气回收系统可以以滤罐抽取模式操作(例如，在已经达到排气控制装置起燃温度之后并且在发动机运转的情况下)，其中控制器12可以打开滤罐抽取阀112同时关闭隔离阀110。在本文中，由该运行的发动机的进气歧管产生的真空可以用来通过通风口 27并且通过燃料蒸气滤罐202吸入新鲜空气，以将储存的燃料蒸气抽取到进气歧管44中。在这种模式中，从滤罐抽取的燃料蒸气在发动机中被燃烧。抽取可以继续进行直到滤罐中储存的燃料蒸气量低于阈值量。在另外的实施例中，不利用在大气压力下新鲜空气，而是利用已经通过增压装置(例如涡轮蒸压器或增压器)的压缩空气增强抽取操作。因此，燃料蒸气回收系统22可以需要附加的导管和阀，用于实现增强的抽取操作。在抽取期间，已知的蒸汽量/浓度可以用来确定储存在滤罐中的燃料蒸气的量，并且然后在后来的抽取操作部分(当滤罐充分地抽取或变空时)期间，已知的蒸气量/浓度可以用来确定燃料蒸气滤罐的负荷状态。本文的发明人已经认识到在燃料箱的燃料系统中和在滤罐的出口产生与抽取流成正比的真空潜能。具体说，正如参考图4的映射详细说明的，在任何给定的燃料箱压力下，在给定的抽取操作的抽取流速增加时，该抽取操作的真空产生潜能也增加。因此，对于给定的抽取操作的抽取流速可以通过当前发动机工况(例如发动机速度和负荷)并且根据滤罐负荷确定。但是，通过只要存在此种潜能就机会性地捕集燃料箱中的真空(通过在隔离阀打开的情况下抽取)，并且然后当潜能已经不存在时关闭隔离阀，真空潜能可以有利地用在，例如，泄漏检测程序中(图3)。因此，在一些抽取状况期间，当抽取流速足够高时，在隔离阀打开以便有机会产生燃料箱真空的情况下，燃料蒸气能够从滤罐抽取到发动机进气部分。在足够的燃料箱真空能够得到之后，隔离阀可以关闭并且产生的真空可以施加于燃料系统以识别泄漏。然后在隔离阀关闭的情况下抽取可以继续进行，因此泄漏检测和抽取能够同时进行以改进每种操作的完成频率。在其他抽取状况下，当抽取流速(如通过当前发动机エ况确定的)没有高到足以实现真空潜能时，在隔离阀关闭的情况下，可以从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气。现在转向图3，图3示出示例性程序300，程序300用于根据车辆エ况调整燃料蒸汽回收系统操作。在302，可以确定或推断发动机エ况。发动机エ况可以包括，例如，发动机速度、发动机负荷、转矩要求、发动机冷却液温度、排气催化剂温度、滤罐负荷、燃料箱压力、从最近一次滤罐抽取/储存操作的时间等。在304，可以判断燃料箱真空水平是否高于阈值水平。燃料箱真空水平可以由连接于燃料箱的压カ传感器估算。在本文中，阈值水平可以能够实现燃料系统泄漏检测程序所要求的燃料箱真空水平，例如基于诊断程序的真空衰退(或压力下降)。如果真空水平高于阈值水平，于是程序可以直接进行到318，在318，经由它燃料箱连接于燃料蒸气滤罐的隔离阀可以关闭。这样，燃料箱可以与发动机进气部分隔离。然后在320，可以开始泄漏检测程序。在一个例子中，泄漏检测程序可以是基于程序的压カ下降，其中识别燃料系统泄漏包括，当来自该隔离的燃料箱的真空衰退速率高于阈值速率吋，表示燃料系统泄漏。特别是，响应燃料箱真空快速消退(bleed-up)，燃料箱的泄漏可以确定并且通过设置适当的诊断码来指示。如果燃料箱真空水平低于阈值水平，于是在306，程序判断是否满足抽取条件。如果认为满足抽取条件，例如，发动机运转，排放控制装置温度已经达到起燃温度，滤罐燃料蒸气负荷高于阈值负荷，和/或从前一次滤罐加载操作规定的持续时间已经过去。如果抽取条件被满足，根据抽取操作的真空产生潜能，在隔离阀打开的情况下，控制器可以实现从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，以产生燃料箱真空。具体说，在308，程序包括根据发动机エ况，例如发动机速度和发动机负荷，并且还根据滤罐负荷确定抽取流速。因此由于发动机的硬件限制(例如喷嘴尺寸)，随着滤罐负荷増加可以使用较低的抽取流速。同样，在较高的发动机速度-负荷状态下，可以施加较高的抽取流速，而在较低的发动机速度-负荷状态下，可以施加较低的抽取流速，以减少空气-燃料比扰动。在较低的发动机速度-负荷状态下，施加的抽取流速也可以被节气门体尺寸所制約。在310，可以判断抽取操作的真空产生潜能是否高于阈值。如图4的映射400所示，给定的抽取操作的真空产生潜能(曲线402)可以基于该操作的确定的抽取流速(沿着X轴示出)，以及连接于被抽取的滤罐的真空容器(在本文中是燃料箱)的当前真空水平(沿着y轴示出)。具体说，在抽取流速增加时，虽然燃料箱的燃料箱真空水平下降，但是该抽取的真空产生潜能増加(与抽取流速成比例)。同样，对于给定的抽取流速(如根据发动机エ况和储存在该滤罐中燃料蒸气的量确定的)，在燃料箱真空水平的降低时抽取的真空产生潜能可以增加。控制器可以构造成利用诸如图4的映射400的映射，以评定当前抽取操作(在当前燃料箱真空水平)的确定的抽取流速是否具有足够真空产生潜能。在一个例子中，如果抽取流速(在308确定的)高于阈值流速，则可以确定抽取操作具有真空产生潜能。如果抽取操作的真空产生潜能不足以用来产生燃料箱真空，于是在312，程序包括在隔离阀关闭的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气。比较而言，如果存在足够的真空产生潜能，例如，如果在该抽取期间确定的抽取流速高于阈值流速，于是在314，程序包括在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气一段持续时间直到燃料箱真空的阈值水平被产生。在本文中，该持续时间可以基于抽取流速和燃料箱真空水平。因此，由于抽取速率基于随时间变化的发动机エ况，可能存在当抽取开始时抽取速率低于阈值速率并且抽取的真空潜能低于阈值潜能的状況。因此，抽取可以在隔离阀关闭的情况下开始。但是，在一定的抽取时间之后，发动机エ况可以变化，使得抽取速率也变化。例如，发动机速度-负荷状态的变化可以能够使抽取速率増加。调节的(例如増加的)抽取速率现在可以高于阈值速率，并且抽取的真空潜能现在可以高于阈值潜能。如果在这吋，需要燃料箱真空，则抽取可以在隔离阀打开的情况下继续进行，直到达到希望的燃料箱真空水平。在ー些状态期间，根据是否在隔离阀打开(以产生燃料箱真空)或在隔离阀关闭的情况下进行抽取，初始抽取流速可以进一歩调节。在一个例子中，在隔离阀打开的情况下，控制器可以根据发动机速度和负荷状态确定抽取的初始抽取流速。然后在隔离阀打开的情况下控制器可以响应估算的燃料箱真空水平低于阈值水平増加该抽取的抽取流速。例如，当估算的燃料箱真空水平和阈值真空水平之间的差增加时，抽取流速可以增加。作为另ー个例子，控制器可以与滤罐燃料蒸气负荷无关(例如，即使滤罐负荷不很高)地增加抽取流速，直到产生燃料箱阈值真空水平。因此，这仅仅在高发动机速度-负荷期间是可能的，其中抽取流速的变化将不会在显著影响发动机空气-燃料比。结果，应当明白，在隔离阀打开的情况下的抽取期间，燃料箱压カ可以低于该燃料箱的机械压カ限度。换句话说，隔离阀不是被打开以从燃料箱中除去燃料蒸汽到滤罐中从維持燃料箱内的压カ限度。而是燃料箱压カ已经在机械压カ限度内并且可以有机会产生燃料箱真空用于后面的泄漏检测程序。在315和313，可以根据确定的抽取流速(对于分别在314和312，在隔离阀打开或隔离阀不开的情况下的抽取)调节向发动机汽缸喷射的燃料量。如果在隔离阀关闭的情况下滤罐进行抽取，当抽取已经结束时(例如，当滤罐负荷已经返回到低于阈值燃料蒸气负荷吋)程序可以结束。如果在隔离阀打开的情况下滤罐进行抽取，程序可以继续(至少)直到产生燃料箱真空的阈值水平。具体说，在316，在隔离阀打开的情况下在从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气的持续时间之后，可以判断燃料箱真空水平是否已经达到阈值真空水平。如果没有，控制器可以在隔离阀打开的情况下继续抽取燃料蒸气到发动机进气部分中，直到达到阈值真空水平。在一个例子中，当规定的持续时间已经过去时，控制器可以起动计时器并且核实燃料箱真空水平。如果在持续时间末尾没有达到目标燃料箱真空水平，则可以重置计时器。在持续时间之后，如果阈值真空水平被确定，在318-320，程序包括在隔离阀关闭的情况下从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，同时应用产生的燃料箱真空水平以识别燃料箱泄漏。正如在上面详细说明的，在318，可以关闭隔离阀以隔离燃料箱。在320，在隔离的燃料箱中，可以测量燃料箱真空消退的速率以识别泄漏。例如，当燃料箱真空衰退的速率高于阈值速率时控制器可以指示燃料箱泄漏。在322，如果在隔离阀打开的情况下在先地进行抽取，程序可以任选地在隔离阀关闭的情况下继续抽取。在本文中，该方法在隔离阀关闭的情况下能够从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，同时检测燃料箱的泄漏。在一个例子中，在燃料箱隔离阀关闭之后如果在持续时间之后滤罐负荷仍然高于阈值负荷，则抽取可以继续进行。在本文中，通过同时进行两种操作，即便能够得到的时间有限，两种操作也可以在同一行驶周期中完成。在另一个实施例中，根据燃料箱真空水平可以结束抽取。例如，如果滤罐抽取是用于机会性的真空产生并且滤罐燃料蒸气负荷低于阈值负荷，当产生燃料箱真空的阈值水平并且隔离阀关闭时，抽取可以结束。在本文中，产生的真空可以应用于进行抽取操作之后的泄漏检测程序。应当明白，在选择的状况下，即使抽取条件不被满足，也可以进行抽取操作以产生希望的燃料箱真空。例如，在选择的发动机速度-负荷状态(例如部分节流状态)期间，当滤罐负荷对于要求抽取操作来说不足够高，可以在隔离阀打开的情况下只以升高的抽取流速从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气以产生燃料箱真空。例如，在307，响应抽取条件不被满足同时存在不足够的燃料箱真空，可以增加抽取流速以产生燃料箱真空。然后当足够的燃料箱真空已经产生时(如在316所要求的)，隔离阀可以关闭并且可以开始泄漏检测程序(318-320)。以这种方式，如果认为需要时，只要发动机燃烧稳定性不受影响，可以调节抽取流以增加产生的真空的量。以这种方式，在第一抽取状况期间，响应滤罐负荷高于阈值负荷增加抽取流速(即，减少滤罐加载)，而在第二抽取状况期间，可以响应燃料箱真空水平低于阈值水平同时滤罐负荷低于阈值负荷(也就是，即便滤罐没有完全加载，滤罐也进行抽取以产生真空)增加抽取流速。在图5的真空产生操作情况下还通过示范性抽取阐明图3的方法。具体说，图5包括示出示范性抽取操作的示范性映射500,基于抽取操作的真空产生潜能,该示范性操作在隔离阀打开或关闭的情况下进行。映射500以曲线502示出滤罐燃料蒸气负荷的变化，以曲线504示出示范性抽取流速和其真空产生潜能，以曲线506示出隔离阀的打开和关闭状态，并且以曲线508示出燃料箱真空水平(相对于阈值水平)。在所示的例子中，在tl，滤罐燃料蒸气负荷(S卩，以曲线502所示的储存在该滤罐中的燃料蒸气的量)可以超过阈值负荷503并且滤罐抽取状况可以被确定。在第一抽取状况期间，燃料箱真空水平(曲线508)可以低于阈值水平509。因此，阈值水平509可以对应于进行基于真空衰退的泄漏检测程序所需要的燃料箱真空的量。用于抽取的抽取流速可以根据滤罐负荷并且还根据诸如发动机速度和负荷以及发动机空气流的发动机工况来确定。具体说，高于阈值流速505的第一抽取流速511可以被确定。阈值抽取流速可以反映这样的抽取流速，高于该抽取流速抽取操作可以具有真空产生潜能，而低于该抽取流速抽取操作可能不具有足够的真空产生潜能。响应较高的(高于阈值)抽取流速511，可以确定在tl确定的抽取操作具有真空产生潜能并且能够产生燃料箱真空。因此，为了升高燃料箱真空水平，可以在隔离阀(FTIV，曲线506)打开的情况下进行从滤罐向发动机进气部分的燃料蒸气抽取一段(第一)持续时间dl (tl和t2之间)直到燃料箱真空水平高于阈值水平509。该第一持续时间可以基于滤罐负荷、发动机负荷和燃料箱真空水平。因此，当(估算的)燃料箱真空水平和用于实现泄漏检测程序的阈值真空水平503之间的差增加时，第一持续时间(dl)可以增加。在t2，可以关闭隔离阀。但是，由于滤罐负荷保持在阈值负荷503 (即，滤罐没有充分抽取)之上，在持续时间dl之后，从滤罐向发动机进气部分的燃料蒸气抽取可以在隔离阀关闭的情况下继续(直到t3)。在一个例子中，在持续时间dl之后，在t2，可以开始泄漏检测程序，其中如果燃料箱真空水平減少(即，t2之后曲线508的斜率)大于阈值速率，则可以确定燃料箱泄漏。在这里，在t2和t3之间在隔离阀关闭的情况下向发动机进气部分的滤罐燃料蒸气的抽取可以与燃料系统的泄漏检测同时进行。因此，这允许两种操作在相同的行驶周期中进行。在t4，滤罐燃料蒸气负荷可以再一次超过阈值负荷503并且可以确定滤罐抽取状况。在这个第二抽取状况下，燃料箱真空水平也可以低于阈值水平509。但是，用于第二抽取操作的确定的第二抽取流速512可以低于阈值流速505并且可以确定在t4确定的抽取操作不具有足够的真空产生潜能。因此，从滤罐向发动机进气部分的燃料蒸气抽取可以在隔离阀关闭的情况下进行一段(第二)持续时间d2 (在t4和t5之间)。一个例子中，在第二持续时间已经过去(见虚线516)之后，在t5抽取可以结束。例如，在第二持续时间之后(见虚线516)如果滤罐负荷下降低于阈值负荷(见虚线526)，在t5，抽取可以结束。在本文中，第二持续时间可以基于滤罐负荷和发动机负荷(而不基于燃料箱真空水平)，因此当储存的滤罐负荷低于阈值负荷503时抽取结束。在所示的例子中第ニ持续时间d2比第一持续时间dl短。在另ー个例子中，在t5，由于在抽取的同时发动机エ况发生变化，抽取速率可以变化。例如，由于发动机速度-负荷状态，和/或发动机空气流突然变化，可以施加较高的抽取流速。具体说，抽取流速可以响应发动机エ况的变化从较低的抽取流速512増加到较高的抽取流速513。较高的抽取流速513现在可以高于阈值流速505，并且抽取的真空产生潜能现在可以高于阈值潜能。因此，燃料箱真空产生现在是可能的。在燃料箱真空仍然低于阈值水平时响应抽取流速的増加，隔离阀可以打开并且在隔离阀打开的情况下抽取可以继续，直到在t6达到阈值燃料箱真空水平。因此在所示的例子中，对于给定的抽取操作(在t4和t6之间发生)，至少一部分抽取(在t4和t5之间)可以在隔离阀关闭的情况下进行(由于这部分抽取的较低的抽取流速和较低的真空产生潜能)，而抽取的另一部分(在t5和t6之间)可以在隔离阀打开的情况下进行(由于这部分抽取的较高的抽取流速和较高的真空产生潜能)。也就是，可以机会性地利用抽取操作的真空产生潜能用于产生的燃料箱真空。在t7，滤罐燃料蒸汽负荷可以再一次超过阈值负荷503并且可以确定滤罐抽取状况。在这个抽取状况期间，燃料箱真空水平也可以低于阈值水平509。此外，用于该抽取操作确定的抽取流速514可以低于阈值流速505并且可以确定在t7确定的抽取操作不具有真空产生潜能。因此，从滤罐向发动机进气部分的燃料蒸气抽取可以在隔离阀关闭的情况下在t7和t8之间进行一段持续时间。在t8，滤罐负荷可能已经下降低于阈值负荷并且不需要进ー步抽取。但是，抽取速率可以增加以产生希望的燃料箱真空。具体说，在t8，抽取流速可以从抽取流速514 (这决定于滤罐负荷)増加到抽取流速515 (这与滤罐负荷无关)并且从滤罐向发动机进气部分的燃料蒸气抽取可以在隔离阀打开的情况下在t8和t9之间进行一段持续时间，仅仅为了产生燃料箱真空，直到获得阈值真空水平509 (在t9)。在一个例子中，仅仅为了产生燃料箱真空所用的抽取流速可以是最大抽取流速。在t9，隔离阀可以关闭并且抽取可以停止。在这个例子中，可以根据燃料箱真空水平调节抽取的结束，其中当燃料箱真空水平达到阈值水平时抽取结束。应当明白，在图5所示的每个示范性抽取状况期间，其中在隔离阀打开的情况下进行抽取，燃料箱压カ可以低于燃料箱的机械压カ限度。也就是说，隔离阀可以打开以形成燃料箱真空但是不从燃料箱向滤罐排出燃料蒸气(这可以在选择的条件期间进行以使燃料箱减压，为了减少对燃料系统部件的机械损坏的可能性)。因此，所示的例子示出各种抽取状况，在该状况期间燃料箱真空水平低于阈值水平。应当明白，在其他状况期间，燃料箱真空水平可以高于阈值水平，其中从滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气可以在隔离阀关闭的情况下进行。以这种方式，抽取操作的真空产生潜能可以机会性地用于形成足够的燃料箱真空，用于实现燃料系统泄漏诊断。通过形成燃料箱真空并且在一致的统一的状况下执行泄漏检测程序，在测试结果中一个周期到另一个周期的可变性可以减小。通过实现抽取和泄漏检测同时进行，能够确保较好地完成两种操作。因此可以改进排放的一致性。应当指出，本文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一个或更多个，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，同时进行，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。一个或更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，上述技术可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸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/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。权利要求具体指出认为新颖且非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一”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更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本权利要求的修改或通过在本申请或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、相等或不同都被认为包含在本发明的主题内。
权利要求
1.一种操作燃料系统的方法，该燃料系统包括经由隔离阀连接于燃料蒸气滤罐的燃料箱，该方法包括: 在所述隔离阀打开的情况下从所述滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气一段持续时间，直到产生阈值水平的燃料箱真空。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述持续时间基于抽取流速和燃料箱真空水平。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述阈值水平包括实现燃料系统泄漏检测程序所需要的燃料箱真空水平。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述抽取期间所述抽取的真空产生潜能高于阈值，所述真空产生潜能至少基于抽取流速。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述抽取包括独立于滤罐燃料蒸气负荷而提高抽取流速，直到产生所述阈值水平的燃料箱真空。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述持续时间之后，在所述隔离阀关闭的情况下从所述滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气，同时将所述产生的燃料箱真空施加于所述燃料系统以识别燃料系统泄漏。
7.根据权利要求5所述的方法，其中识别所述燃料系统泄漏包括，当来自隔离的燃料箱的真空衰退速率高于阈值速率时，指示燃料系统泄漏。
8.根据权利要求1所述的方法，其中在隔离阀打开的情况下的抽取期间，燃料箱压力低于所述燃料箱的机械压力限度。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述阈值水平的燃料箱真空产生之后，结束所述抽取并将所述产生的燃料箱真空施加于所述燃料系统以识别燃料系统泄漏。
10.一种操作燃料系统的方法，该燃料系统包括经由隔离阀连接于滤罐的燃料箱，该方法包括: 在第一抽取状况期间，在所述隔离阀打开的情况下从所述滤罐向发动机进气部分抽取燃料蒸气；和 在第二抽取状况期间，在所述隔离阀关闭的情况下从所述滤罐向所述发动机进气部分抽取燃料蒸气， 其中在所述第一抽取状况和所述第二抽取状况中的每个期间，燃料箱压力在所述燃料箱的机械压力限度内。
全文摘要
一种用于燃料蒸气控制的方法和系统。本发明公开用于产生足够的真空以实现泄漏检测程序的方法和系统。在燃料箱压力在机械限度内时，在隔离阀打开的情况下从滤罐向发动机抽取燃料蒸气以在该燃料箱中产生希望的真空水平。其后，该燃料箱被隔离并且在所述抽取的同时进行泄漏检测。
文档编号F02M25/08GK103089490SQ20121044297
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者M·W·彼得斯, R·R·延兹, D·E·巴特勒, A·M·杜达尔 申请人:福特环球技术公司