燃料系统诊断法的制造方法与工艺

本发明涉及用于识别排放控制系统退化的系统和方法。

背景技术：
车辆可以配备蒸汽排放控制系统从而减少燃料蒸汽释放到大气。例如，源自燃料箱的蒸发的碳氢化合物（HC）可以存储在装有吸附剂的燃料蒸汽滤罐中，吸附剂用于吸附并存储蒸汽。在稍晚时间，当发动机在运行时，蒸汽排放控制系统允许蒸汽被抽取到发动机进气歧管中以便用作燃料。然而，排放控制系统中的泄漏会无意地允许燃料蒸汽排到大气中。因此，各种方法被用来鉴别这样的泄漏。一种示例泄漏检测方法由Hassdenteufel等人在美国7,073,376中描述。其中，在发动机运行期间，通过在燃料系统上施加负压或正压来检测燃料系统泄漏。具体地，通过施加来自气泵的正压使燃料箱过压，或通过施加发动机进气口真空来使燃料箱降压。基于相对于跨参考泄漏/孔口获得的压力变化的燃料箱压力变化，确定泄漏检测。在其他方法中，真空泵可以用来在燃料系统上施加负压用于泄漏检测。然而，本发明人在此已认识到这种方法的潜在问题。为了执行泄漏检测程序，气泵或真空泵被操作。这样，泵的操作可能消耗车辆动力并降低燃料经济性。另外，专用泵的需求增加部件成本。作为另一个示例，一些泄漏可以在存在正压的情况下被掩盖，而其他泄漏可以在存在负压的情况下被掩盖。如果检测不到泄漏，那么排气排放可能退化。

技术实现要素：
在一个示例中，以上问题可以至少部分地通过用于增压发动机的方法来解决。该方法包括在施加涡轮增压器处产生的正压和发动机进气口处产生的负压中的每个之后，响应于燃料系统压力的变化指示燃料系统退化。以此方式，提供一种无泵系统，其中已有的发动机涡轮增压器硬件被用来执行发动机泄漏测试。例如，在泄漏检测条件满足并且发动机以增压运行时，可以执行正压泄漏测试。其中，调节阀和滤罐抽取阀每个都可以打开从而抽出一部分增压进气（由涡轮增压器压缩机压缩）并且经由滤罐将其施加在燃料箱上。在施加正压一段持续时间之后（例如，直到目标燃料箱压力已达到），正压的施加可以中止，并且可以监控燃料箱压力的变化。如果燃料箱压力以快速率（例如，高于阈值速率）从目标压力下降到大气压，那么可以确定燃料系统中存在泄漏。然而，即使燃料箱压力以慢速率下降，仍可能存在泄漏，但该泄漏可能被正压掩盖。因此，为了确认没有泄漏存在，也可以执行负压泄漏测试。其中，滤罐抽取阀可以打开从而抽出一部分发动机进气歧管真空，并经由滤罐将其施加在燃料箱上。在施加负压一段持续时间之后（例如，直到目标燃料箱真空已达到），负压的施加可以中止，并且可以监控燃料箱真空的变化。如果燃料箱真空以快速率（例如，高于阈值速率）从目标真空上升到大气压，那么可以确定燃料系统中存在泄漏。换言之，正增压压力在增压发动机运行期间适时地被用来执行正压泄漏测试，而自然发动机真空在自然吸气发动机真空状况期间适时地被用来执行负压泄漏测试。以此方式，来自现有发动机涡轮增压器的正压可以被用来执行正压泄漏测试。通过使用由涡轮增压器压缩机产生的增压进气来执行泄漏测试，可以使用现有硬件并且减少了对专用正压泵的需求。因此，这提供部件和成本减少的益处。通过使用正压和负压来确定燃料系统退化，被正压的存在掩盖的泄漏可以由负压泄漏测试来识别，而被负压的存在掩盖的泄漏可以由正压泄漏测试来识别。通过改进泄漏检测，排气排放可以改进。在另一实施例中，正压和负压都通过滤罐施加到燃料系统的燃料箱上。在另一实施例中，在燃料系统上施加正压包括从压缩机增压空气冷却器的下游抽出增压进气经由调节器和第一止回阀到燃料箱。在另一实施例中，在燃料系统上施加负压包括从进气节流阀下游的发动机进气歧管抽出真空经由第二止回阀到燃料箱。在另一实施例中，该方法进一步包含当施加正压时，在第一方向上调整进气节流阀位置；并且当施加负压时，在相反的第二方向上调整进气节流阀位置。在另一实施例中，发动机方法包含：在燃料箱上相继施加源自涡轮增压器压缩机的正压和源自发动机进气口的负压中的每一个；并且基于在施加正压或负压之后燃料箱压力指示燃料系统退化。在另一实施例中，相继施加包括在第一状况期间，在经由滤罐在燃料箱上施加负压之前，经由滤罐在燃料箱上施加正压，并监控在施加正压或负压之后燃料箱压力的变化速率；在第二状况期间，在经由滤罐在燃料箱上施加正压之前，经由滤罐在燃料箱上施加负压，并监控在施加正压或负压之后燃料箱压力的变化速率。在另一实施例中，该指示包括在第一和第二状况中的每个期间，基于燃料箱压力的变化速率大于阈值指示燃料系统泄漏。在另一实施例中，在燃料箱上施加正压包括从压缩机增压空气冷却器的下游抽取增压进气经由调节器和滤罐到燃料箱；并且其中在燃料箱上施加负压包括从进气节流阀下游的发动机进气歧管抽出真空经由滤罐到燃料箱。在另一实施例中，发动机系统包含：具有进气歧管和排气歧管的发动机；联接到增压空气冷却器的涡轮增压器压缩机；包括联接到滤罐的燃料箱的燃料系统，该滤罐经由滤罐抽取阀联接到进气歧管；联接到燃料系统用于估计燃料系统压力的压力传感器；以及控制器，该控制器具有计算机可读指令，用于以第一模式运行燃料系统，其中滤罐抽取阀打开以便从增压空气冷却器的下游抽取增压进气经由滤罐进入燃料箱；以第二模式运行燃料系统，其中滤罐抽取阀打开以便从节流阀的下游抽出进气歧管真空经由滤罐进入燃料箱；并且在第一模式和第二模式中的每个期间，基于在抽出进气或真空之后燃料系统压力的变化速率来指示燃料系统退化。在另一实施例中，指示燃料系统退化包括响应于燃料系统压力变化的绝对速率大于阈值来指示燃料系统泄漏。在另一实施例中，燃料系统压力是燃料箱压力，并且其中压力传感器联接在燃料箱和滤罐之间。在另一实施例中，控制器包括进一步指令用于打开滤罐抽取阀，以便在以第一模式运行之后抽取滤罐第一较长持续时间；以及打开滤罐抽取阀，以便在以第二模式运行之后抽取滤罐第二较短持续时间。在另一实施例中，控制器包括进一步指令用于在以第一模式运行时将节流阀向更开放的位置调整；以及在以第二模式运行时将节流阀向更闭合的位置调整。应理解提供上面的概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着鉴别所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出包括燃料系统的发动机系统的示例布局。图2示出用于对发动机燃料系统执行正压和负压泄漏测试的高级流程图。图3示出用于基于先前的泄漏测试调整滤罐抽取操作的高级流程图。图4-5示出示例正压和负压泄漏测试。具体实施方式提供用于识别被联接到发动机的燃料系统中的泄漏的方法和系统，燃料系统例如图1的燃料系统。正压泄漏测试可以使用在涡轮增压器压缩机处产生的增压进气执行，而负压泄漏测试可以使用发动机进气口真空执行。控制器可以经配置以执行例如图2的示例程序的控制程序，从而从压缩机的下游抽出增压进气，并经由滤罐将其施加在燃料箱上一段持续时间，从而在发动机运行时执行正压泄漏测试。然后控制器可以从节流阀的下游抽出发动机进气口真空，并经由滤罐将其施加在燃料箱上一段持续时间，从而在发动机运行时执行负压泄漏测试。基于在施加正压或负压之后燃料箱压力的变化，可以确定燃料系统泄漏。控制器也可以执行例如图3的示例程序的控制程序，从而基于在泄漏测试期间施加的压力的性质（正或负）调整在泄漏测试之后的抽取操作。示例泄漏测试在图4-5描述。以此方式，可以使用现有发动机硬件更好地识别燃料系统泄漏。图1示出混合动力车辆系统6的示意图，该混合动力车辆系统6可以从发动机系统8和/或例如电池系统的车载储能装置（未示出）获得推进功率。例如发电机（未示出）的能量转换装置可以运行从而从车辆运动和/或发动机运行吸收能量，并然后将吸收的能量转换成适于由储能装置存储的能量形式。发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气口23和发动机排气口25。发动机进气口23包括进气节流阀62，该进气节流阀62经由进气道42流体地联接到发动机进气歧管44。空气可以经由空气滤清器52进入进气道42。发动机排气口25包括通向排气道35的排气歧管48，排气道35将排气引导到大气。发动机排气口25可以包括安装在闭合联接位置中的一个或更多个排放控制装置70。该一个或更多个排放控制装置可以包括三元催化器、稀NOx捕集器、柴油机微粒过滤器、氧化催化器等。将意识到，其他部件可以包括在发动机中，例如各种阀门和传感器，如在此进一步详述。发动机进气口23可以进一步包括增压装置，例如涡轮增压器50。涡轮增压器50包括压缩机74，其经配置以抽出处于大气压的进气并将其增压到更高压力。具体地，增压空气被引入到前节流阀（即，节流阀62的上游）。使用增压进气，可以执行增压发动机运行。压缩机74可以由涡轮76的旋转来驱动。涡轮76经由轴78联接到压缩机74，并由通过涡轮的排气流来旋转。增压空气冷却器54可以包括在进气歧管中位于压缩机74的下游，用于冷却输送到进气口的增压充气。发动机系统8联接到燃料系统18。燃料系统18包括联接到燃料泵21的燃料箱20和燃料蒸汽滤罐22。在燃料箱补充燃料事件期间，燃料可以通过补充燃料门108从外部源被泵取到车辆中。燃料箱20可以保存多种混合燃料，包括具有酒精浓度范围的燃料，例如各种汽油-乙醇混合物，包括E10、E85、汽油等以及其组合。位于燃料箱20中的燃料水平传感器106可以向控制器12提供燃料水平的指示（“燃料水平输入”）。如所示，燃料水平传感器106可以包含被连接到可变电阻器的浮标。可替换地，可以使用其他类型的燃料水平传感器。燃料泵21经配置以将输送到发动机10的喷射器（例如例子喷射器66）的燃料加压。尽管仅示出单个喷射器66，但为每个汽缸提供另外的喷射器。将意识到，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中产生的蒸汽可以在被抽取到发动机进气口23之前经由导管31被引导到燃料蒸汽滤罐22。燃料蒸汽滤罐22填充适当的吸附剂，用于暂时捕集在燃料箱补充燃料操作期间产生的燃料蒸汽（包括蒸发烃）以及昼间蒸汽。在一个示例中，使用的吸附剂是活性炭。当符合抽取条件时，例如当滤罐饱和时，通过打开滤罐抽取阀112可以将存储在燃料蒸汽滤罐22中的蒸汽抽取到发动机进气口23。尽管示出单个滤罐22，但应意识到，燃料系统18可以包括任何数目的滤罐。滤罐22包括孔27，用于在存储或捕集源自燃料箱20的燃料蒸汽时将气体引导离开滤罐22到大气。当经由抽取管路28和抽取阀112将存储的燃料蒸汽抽取到发动机进气口23时，孔27也可以允许新鲜空气被抽到燃料蒸汽滤罐22中。尽管该示例示出孔27与新鲜的未加热空气连通，但也可以使用各种修改。孔27可以包括滤罐排气阀114以调整滤罐22与大气之间空气和蒸汽的流动。滤罐排气阀也可以被用于诊断程序。当包括排气阀时，排气阀可以在燃料蒸汽存储操作期间（例如，在燃料箱补充燃料期间并且发动机不运行时）被打开，使得在经过滤罐之后被去除了燃料蒸汽的空气可以被推出到大气。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时），排气阀可以被打开从而允许新鲜空气流去除存储在滤罐中的燃料蒸汽。同样，由于一些条件下车辆由发动机系统8提供动力并且在其他条件下由储能装置提供动力，因此混合动力车辆系统6可以具有减少的发动机运行时间。尽管减少的发动机运行时间减少了来自车辆的总碳排放，但它们也可以导致源自车辆的排放控制系统的燃料蒸汽的不充分抽取。为解决该问题，燃料箱隔离阀110可以包括在导管31中，使得燃料箱20经由该阀门被联接到滤罐22。在常规发动机运行期间，隔离阀110可以保持关闭从而限制从燃料箱20引导到滤罐22的昼间蒸汽量。在补充燃料操作期间，并且在选择的抽取条件下，隔离阀110可以暂时打开例如一段持续时间，从而将燃料蒸汽从燃料箱20引导到滤罐22。通过在燃料箱压力高于阈值（例如，在燃料箱的机械压力限值以上，在该限值以上燃料箱和其他燃料系统部件可以引起机械损坏）时在抽取条件期间打开阀门，补充燃料蒸汽可以被释放到滤罐中，并且燃料箱压力可以保持低于压力限值。尽管所示示例示出隔离阀110沿导管31设置，但在可替换实施例中，隔离阀可以安装在燃料箱20上。一个或更多个压力传感器120可以联接到燃料箱20用于估计燃料箱压力或真空度。尽管所示示例示出压力传感器120联接在燃料箱和隔离阀110之间，但在可替换实施例中，压力传感器可以联接到燃料箱20。在其他实施例中，第一压力传感器可以设置在隔离阀的上游，而第二压力传感器设置在隔离阀的下游，从而提供穿过阀门的压力差的估计...