专利名称：阻流过滤器的诊断系统及方法
技术领域：
本公开涉及内燃机，尤其涉及燃料系统。
背景技术：
这里提供的背景描述是为了总地示出本公开背景的目的。目前署名的发明人的工作，在该背景技术部分中所作描述的程度，以及在提交时不会以其它方式被认为现有技术的描述的方面而言，既不明确地也不含蓄地认为是相对本公开的现有技术。内燃机燃烧空气与燃料的混合物以产生扭矩。空气/燃料混合物的燃料可为液体燃料与蒸汽燃料的组合物。燃料系统用于向发动机供给液体燃料和蒸汽燃料。燃料喷射器给发动机提供从燃料箱吸取的液体燃料。清除系统给发动机提供从炭罐吸取的燃料蒸汽。通常，液体燃料含在燃料箱中。在某些情形下，液体燃料会蒸发，形成燃料蒸汽。炭罐存储燃料蒸汽。清除系统包括清除阀和通气阀。发动机的操作在发动机进气歧管内形成真空(相对于大气压力的低压)。进气歧管内的真空及清除阀和通气阀的选择性致动允许燃料蒸汽被吸取进进气歧管，从而从蒸汽炭罐清除燃料蒸汽。
发明内容
一种用于车辆的阻流诊断系统，包括压力差模块和诊断模块。所述压力差模块确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐。当所述压力差大于预定压力时，所述诊断模块有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。一种用于车辆的阻流诊断方法，确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐；以及当所述压力差大于预定压力时，有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。在其它特征中，上述系统和方法通过由一个或多个处理器执行的计算机程序来进行。所述计算机程序可常驻在有形的计算机可读取介质中，例如，但不限于，存储器、非易失性数据存储器和/或其它适当的有形存储介质。本发明提供以下技术方案
方案1. 一种用于车辆的阻流诊断系统，包括
压力差模块，其确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐；以及
诊断模块，当所述压力差大于预定压力时，所述诊断模块有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案2.如方案1的阻流诊断系统，其中当所述压力差大于所述预定压力有预定时间段时，所述诊断模块诊断阻流过滤器错误，并且在诊断到所述阻流过滤器错误时有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案3.如方案2的阻流诊断系统，其中当在预定数量的车辆关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，所述诊断模块诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案4.如方案2的阻流诊断系统，其中当在预定数量的车辆连续关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，所述诊断模块诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案5.如方案1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块有选择地改变诊断存储器。方案6.如方案1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块触发指示器。方案7.如方案1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块点亮故障指示灯(MIL)。方案8.如方案1的阻流诊断系统，还包括启用/禁用模块，当禁止从所述燃料蒸汽罐向发动机清除燃料蒸汽时，所述启用/禁用模块禁用所述诊断模块。方案9.如方案1的阻流诊断系统，还包括启用/禁用模块，当发动机速度为零时， 所述启用/禁用模块禁用所述诊断模块。方案10.如方案1的阻流诊断系统，还包括启用/禁用模块，当燃料箱真空度低于预定容器真空度时，所述启用/禁用模块禁用所述诊断模块。方案11. 一种用于车辆的阻流诊断方法，包括
确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐；以及当所述压力差大于预定压力时，有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案12.如方案11的阻流诊断方法，还包括
当所述压力差大于所述预定压力有预定时间段时，诊断阻流过滤器错误；以及在诊断到所述阻流过滤器错误时，有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案13.如方案12的阻流诊断方法，还包括当在预定数量的车辆关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案14.如方案12的阻流诊断方法，还包括当在预定数量的车辆连续关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。方案15.如方案11的阻流诊断方法，还包括当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，有选择地改变诊断存储器。方案16.如方案11的阻流诊断方法，还包括当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，触发指示器。方案17.如方案11的阻流诊断方法，还包括当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，点亮故障指示灯(MIL)。方案18.如方案11的阻流诊断方法，还包括当禁止从所述燃料蒸汽罐向发动机清除燃料蒸汽时，禁用所述诊断。方案19.如方案11的阻流诊断方法，还包括当发动机速度为零时，禁用所述诊断。
方案20.如方案11的阻流诊断方法，还包括当燃料箱真空度低于预定容器真空度时，禁用所述诊断。从下文提供的详细描述可清楚本公开适用性的其它方面。应当理解，其详细描述和具体实例仅仅是示意性目的，而不是限制本公开的范围。
图1为根据本公开原理的示例性发动机系统的功能框图； 图2为根据本公开原理的示例性诊断系统的功能框图；以及
图3为示出由根据本公开原理的方法执行的示例性步骤的流程图。
具体实施例方式实质上，下面的描述仅仅是示例性的，而绝不是限制本发明及其应用或使用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，短语“A、B和C 中至少之一”应当认为是意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本公开原理的情况下，可以不同的顺序执行方法中的步骤。如本文中所使用的，术语“模块”指的是特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适部件。蒸汽罐捕集和存储燃料蒸汽。清除阀和通气阀(例如，昼间阀(diurnal valve))有选择地打开，以将燃料蒸汽从蒸汽罐排至内燃机。当清除阀打开时，发动机进气歧管内形成的真空度通过清除阀从蒸汽罐吸取燃料蒸汽。从蒸汽缸的燃料蒸汽通过过滤器和打开的通气阀将环境空气吸取到蒸汽罐。当环境空气流过过滤器时，过滤器从环境空气过滤掉各种颗粒。随着时间的过去， 被过滤器过滤的颗粒会聚积，并会限制通过过滤器的环境空气的流动。控制模块(CM)基于过滤器两边的压力差有选择地诊断通过过滤器的空气流的阻流。仅作为例子，当所述压力差大于预定压力时，CM有选择地诊断通过过滤器的空气流的阻流。现在参考图1，示出了示例性燃料系统100的功能框图。车辆包括产生驱动扭矩的内燃机(未示出)。仅作为例子，发动机可为汽油式发动机、柴油式发动机和/或其它适当类型的发动机。发动机在发动机的一个或多个汽缸内燃烧空气与燃料的混合物以产生扭矩。在某些车辆中，发动机产生的扭矩可用于推进车辆。在这种车辆中，发动机的扭矩输出可传递至变速器(未示出)，并且变速器可传递扭矩至车辆的一个或多个车轮。在其它车辆中，例如并联混合动力车，发动机的扭矩输出可以不传递至变速器。相反，发动机的扭矩输出可以被例如电动机-发电机或带式交流起动机(BAS)转换为电能。电能可提供给电动机-发电机、另一电动机-发电机、电动机、和/或能量存储装置。电能可用于产生扭矩以推进车辆。某些混合动力车还可从交流(AC)电源接收电能，例如标准壁装电源插座。这种混合动力车可称为插电式混合动力车。燃料系统100向发动机供给燃料，例如插电式混合动力车的发动机。更具体地，燃料系统100向发动机供给液体燃料和燃料蒸汽。尽管燃料系统100会被描述为涉及插电式混合动力车，但是本公开也适应于具有内燃机的其它类型车辆。
燃料系统100包括含有液体燃料的燃料箱102。液体燃料被一个或多个燃料泵(未示出)从燃料箱102吸取，并供给到发动机。某些情形(例如热、振动和辐射)会导致燃料箱 102内的液体燃料蒸发。罐104捕集和存储蒸发的燃料(S卩，燃料蒸汽)。仅作为例子，罐104 可包括存储燃料蒸汽的一种或多种物质，例如炭。发动机的操作在发动机的进气歧管(未示出)内产生真空度。清除阀106和通气阀108可有选择地操作(例如，打开和关闭)，以将燃料蒸汽从罐104吸取到进气歧管用于燃烧。更具体地，清除阀106和通气阀108的操作可协调成从罐104清除燃料蒸汽。控制模块(CM)llO，例如发动机控制模块(ECM)，控制清除阀106和通气阀108的操作，从而控制对发动机的燃料蒸汽供给。在给定时间，清除阀106和通气阀108每个都可处在两个位置之一打开位置或关闭位置。CM 110通过致动通气阀108至打开位置可能够供给环境空气到罐104。当通气阀108处在打开位置时，CM 110可有选择地指令清除阀106至打开位置，以将燃料蒸汽从罐104清除至进气歧管。CM 110可控制从罐104清除燃料蒸汽的速率(S卩，清除率)。仅作为例子，清除阀106可包括电磁阀，CM 110可通过控制施加至清除阀106的信号的工作循环来控制清除率。进气歧管内的真空将燃料蒸汽从罐104通过清除阀106吸取至进气歧管。清除率可基于施加至清除阀106的信号的工作循环和罐104内的燃料蒸汽量来确定。当从罐104 吸取燃料蒸汽时，环境空气通过打开的通气阀108吸入罐104。通气阀108还可称为昼间阀。在发动机操作期间，CM 110致动通气阀108至打开位置，并控制清除阀106的工作循环。当发动机停机且不运行时(例如，钥匙关闭)，CM 110致动清除阀106和通气阀108 至其各自的关闭位置。这样，当发动机未运行时，清除阀106和通气阀108通常保持在其各自的关闭位置。车辆驾驶员可向燃料箱102添加液体燃料。液体燃料可通过燃料入口 112添加到燃料箱102。燃料盖114封闭燃料入口 112。燃料盖114和燃料入口 112可通过加料舱116 接近。燃料门118关闭以遮罩和封闭加料舱116。燃料水平传感器120测量燃料箱102内的液体燃料量，并基于燃料箱102内的液体燃料量产生燃料水平信号。仅作为例子，燃料箱102中的液体燃料量可根据体积、燃料箱 102最大容积的百分比、或燃料箱102中燃料量的其它合适量度来表示。通过通气阀108提供给罐104的环境空气可从加料舱116吸取。过滤器130接收环境空气，并从环境空气过滤掉各种颗粒。仅作为例子，过滤器130可过滤掉尺寸大于预定尺寸的颗粒，例如大于大致5微米。过滤的空气可提供给通气阀108。可使用开关阀132，以能够和禁止提供过滤的空气给通气阀108。开关阀132可被致动至图1示例性实施例中所示的第一位置，以通过第一空气路径提供过滤的空气。当过滤的空气通过第一空气路径提供给通气阀108时，过滤的空气可从过滤器130提供。开关阀132还可有选择地致动至第二位置，以经由第二空气路径通过通气阀108 吸取空气。真空泵134可通过通气阀108吸取空气，并使空气通过过滤器130排出。例如， 可结合清除阀106和/或通气阀108的泄漏诊断来使用真空泵134。还可使用安全阀136， 该阀可有选择地放出压力或真空度。CM 110可控制开关阀132和真空泵134。
过滤空气压力传感器140在过滤器130与通气阀108之间的位置测量过滤空气的压力。过滤空气压力传感器140基于过滤空气压力产生过滤空气压力信号。过滤空气压力传感器140提供过滤空气压力给CM 110。CM 110还从其它传感器接收信号，例如环境压力传感器142、发动机速度传感器 144和容器真空度传感器146。环境压力传感器142测量环境空气的压力，并基于环境空气压力产生环境空气压力信号。发动机速度传感器144测量发动机的旋转速度，并基于旋转速度产生发动机速度信号。仅作为例子，发动机速度传感器144可基于发动机曲轴的旋转测量旋转速度。容器真空度传感器146测量燃料箱102的真空度，并基于燃料箱真空度产生容器真空度信号。仅作为例子，容器真空度传感器146可测量罐104内的容器真空度。在其它实施中，可测量容器压力，并基于容器压力与环境空气压力之间的差确定容器真空度。随着时间的过去，由过滤器130过滤的颗粒可能聚积，并可能限制通过过滤器130 的环境空气的流动。本公开的CM 110可包括阻流诊断模块190，该模块有选择地诊断通过过滤器130的空气流的阻流。尽管阻流诊断模块190图示和描述为使用在CM 110中，但是阻流诊断模块190可独立于CM 110来使用。阻流诊断模块190基于过滤器130两边的压力差诊断通过过滤器130的空气流阻流。仅作为例子，当所述压力差大于预定压力时，阻流诊断模块190有选择地诊断通过过滤器130的空气流的阻流。当诊断到通过过滤器130的空气流的阻流时，CM 110可执行一个或多个补救措施。例如，CM 110可在诊断存储器中改变相应预定存储位置和/或存储预定代码。CM 110 还可触发指示器和/或执行其它适当的补偿措施。仅作为例子，指示器可包括故障指示灯 (MIL)196。例如，指示器可用于通知车辆用户可能应当寻求车辆维修。在维修车辆时，车辆维修技师可读取诊断存储器，并从诊断存储器的改变容易地确定应当更换、修理或以其它方式维修过滤器130。这可减少维修技师确定应当维修燃料系统100的哪个部件所耗费的时间，并可防止对部件的不必要修理或更换。现在参考图2，示出了示例性诊断系统200的功能框图。阻流诊断模块190可包括清除控制模块202、启用/禁用模块206、诊断模块210和压力差模块214。阻流诊断模块190还可包括计时器模块218、计数器模块222、诊断存储器模块2 和故障指示器模块 230。清除控制模块202控制从罐104返回的燃料蒸汽的清除。更具体地，清除控制模块 202控制清除阀106和通气阀108的打开和关闭。启用/禁用模块206有选择地启用和禁用诊断模块210。启用/禁用模块206基于是否满足一个或多个启用条件而有选择地启用和禁用诊断模块210。启用/禁用模块206 可基于例如是否发生燃料蒸汽清除、发动机是否在运行和/或箱真空度而有选择地启用和禁用诊断模块210。仅作为例子，当发生燃料蒸汽清除、发动机在运行、和箱真空度大于预定箱真空度时，启用/禁用模块206可启用诊断模块210。启用/禁用模块206可基于清除信号是活动的还是非活动的而确定是否发生燃料蒸汽清除。当发生燃料蒸汽清除时，清除控制模块202可产生清除信号，并将清除信号设置为活动。在其它实施中，启用/禁用模块206可基于施加到清除阀106的信号的工作循环确定是否发生蒸汽清除、通气阀108是否处于打开位置、和/或另一适当参数。仅作为例子， 当工作循环大于零和/或通气阀108处于打开位置时，启用/禁用模块206可确定正发生燃料蒸汽清除。例如，当发动机速度大于预定速度时，启用/禁用模块206可确定发动机正在运行。仅作为例子，所述预定速度可为零。预定容器真空度可为可标定的，例如，可设置为约12英寸水柱。当不满足一个或多个启用条件时，启用/禁用模块206有选择地禁用诊断模块 210。换句话说，当未发生燃料蒸汽清除时，当发动机未运行时，或当容器真空度低于预定容器真空度时，启用/禁用模块206可禁用诊断模块210。诊断模块210可基于压力差有选择地诊断通过过滤器130的空气流的阻流。更具体地，当所述压力差大于预定阻流压力时，诊断模块210有选择地诊断通过过滤器130的空气流的阻流。例如，所述预定阻流压力可为约8英寸水柱。压力确定模块214基于环境空气压力和过滤空气压力确定压力差。仅作为例子， 压力确定模块214基于环境空气压力与过滤空气压力之间的差确定所述压力差。压力确定模块214可以预定间隔，例如每100 ms 一次，确定压力差。压力确定模块214还可在输出压力差之前对压力差作用一次或多次滤波和/或缓冲。当所述压力差超过预定阻流压力时，诊断模块210起动计时器。计时器可在例如计时器模块218内执行。在起动计时器之前，诊断模块210还可将计时器重置为预定重置值(例如，零)。当压力差下降低于预定阻流压力时，诊断模块210也可将计时器重置为预定重置值。这样，计时器追踪所述压力差比预定阻流压力大持续多长时间。诊断模块210可监测压力差和计时器，并且在压力差比预定阻流压力大有预定时间段时可诊断过滤器阻流错误的发生。换句话说，当所述压力差比预定阻流压力大有预定时间段时，诊断模块210可诊断过滤器阻流错误的发生。仅作为例子，所述预定时间段可在大致10秒与20秒之间。诊断模块210可基于在关键循环期间是否诊断到过滤器阻流错误而每关键循环改变计数器一次。例如，一个关键循环可包括车辆起动与车辆关闭之间的时间段。例如，计数器可在计数器模块222内实现。仅作为例子，当在给定关键循环期间诊断到过滤器阻流错误时，诊断模块210可增加计数器。当在给定关键循环期间未诊断到过滤器阻流错误时，诊断模块210可将计数器重置为预定重置值(例如，零)。这样，计数器可追踪诊断到过滤器阻流错误的关键循环的数目。诊断模块210可监测计数器，并可基于计数器有选择地诊断通过过滤器130的空气流的阻流。仅作为例子，当计数器大于预定值时，诊断模块210可诊断通过过滤器130的空气流的阻流。换句话说，当在预定数目的关键循环期间诊断到过滤器阻流错误时，诊断模块210可诊断通过过滤器130的空气流的阻流。在各种实施中，所述预定数目的关键循环可为连续的关键循环。仅作为例子，所述预定值可为大致2，对应于2个关键循环。当诊断到通过过滤器130的空气流的阻流时，诊断模块210可执行一个或多个补救措施。例如，诊断模块210可在诊断存储器内改变预定位置和/或设定预定代码。例如， 诊断存储器可实现在诊断存储器模块226中。当诊断到过滤器阻流错误时，诊断模块210 也可在诊断存储器内改变预定位置和/或设定预定代码。
当诊断到通过过滤器130的空气流的阻流时，故障指示器模块230可监测诊断存储器模块226，并可点亮指示器(例如，MIL 196)。这样，阻流诊断模块190通知车辆用户可能应当寻求车辆维修。诊断存储器模块2 可被存取，并基于诊断存储器的改变可容易地确定应当更换或修理空气流可能被阻流的过滤器130。现在参考图3，示出了表示由方法300执行的示例性步骤的流程图。控制可开始于步骤304，其中控制确定是否满足启用条件。如果是，那么控制可进行至步骤308 ；如果否， 那么控制可留在步骤304。仅作为例子，当发生燃料蒸汽清除时，当发动机运行时和当容器真空度大于预定容器真空度时，可认为满足启用条件。仅作为例子，预定容器真空度可为大致12英寸水柱。在步骤308中，控制确定压力差是否大于预定阻流压力。如果是，那么控制进行至步骤312 ；如果否，那么控制可返回步骤304。仅作为例子，所述预定阻流压力可为大致8英寸水柱。控制可在步骤312中增加计时器，并在步骤316中确定计时器是否大于预定时间段。如果是，那么控制进行至步骤320;如果否，那么控制返回步骤304。仅作为例子，所述预定时间段可为大致10秒与大致20秒之间。控制在步骤320中诊断阻流过滤器空气的发生。这样，当所述压力差比预定阻流压力大持续预定时间段时，控制诊断阻流过滤器错误的发生。控制在步骤324中增加计数器，并且控制在步骤328中确定计数器是否大于预定值。换句话说，控制在步骤328中确定在预定数量的关键循环期间是否发生阻流过滤器错误。如果是，那么控制在步骤332中诊断通过过滤器130的空气流的阻流，并且控制在步骤336中执行补救措施。如果否，那么控制结束。仅作为例子，步骤336中采取的补救措施可包括改变诊断存储器中的预定位置，在诊断存储器中设置预定代码，和/或触发指示器(例如，MIL 196)。本领域的技术人员从前面的描述应当理解，本发明广泛的教导可以多种形式执行。因此，尽管根据其特定实施例描述了本发明，但是由于通过对附图、说明书和所附权利要求的研究，其它修改对于技术人员也是显而易见的，所以本发明的实际范围不应当这样限制。
权利要求
1.一种用于车辆的阻流诊断系统，包括压力差模块，其确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐；以及诊断模块，当所述压力差大于预定压力时，所述诊断模块有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。
2.如权利要求1的阻流诊断系统，其中当所述压力差大于所述预定压力有预定时间段时，所述诊断模块诊断阻流过滤器错误，并且在诊断到所述阻流过滤器错误时有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。
3.如权利要求2的阻流诊断系统，其中当在预定数量的车辆关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，所述诊断模块诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。
4.如权利要求2的阻流诊断系统，其中当在预定数量的车辆连续关键循环期间诊断到预定数量的阻流过滤器错误时，所述诊断模块诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。
5.如权利要求1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块有选择地改变诊断存储器。
6.如权利要求1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块触发指示器。
7.如权利要求1的阻流诊断系统，其中当诊断到通过所述空气过滤器的空气流的阻流时，所述诊断模块点亮故障指示灯(MIL)。
8.如权利要求1的阻流诊断系统，还包括启用/禁用模块，当禁止从所述燃料蒸汽罐向发动机清除燃料蒸汽时，所述启用/禁用模块禁用所述诊断模块。
9.如权利要求1的阻流诊断系统，还包括启用/禁用模块，当发动机速度为零时，所述启用/禁用模块禁用所述诊断模块。
10.一种用于车辆的阻流诊断方法，包括确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐；以及当所述压力差大于预定压力时，有选择地诊断通过所述空气过滤器的空气流的阻流。
全文摘要
本发明涉及阻流过滤器的诊断系统及方法。一种用于车辆的阻流诊断系统包括压力差模块和诊断模块。所述压力差模块确定环境空气压力与在空气过滤器和阀之间的位置测量的过滤空气压力之间的压力差，所述阀有选择地打开以使环境空气流能够通过所述空气过滤器至燃料蒸汽罐。当所述压力差大于预定压力时，所述诊断模块有选择地诊断通过所述空气过滤器的气流阻流。
文档编号F02D41/02GK102192020SQ201110036178
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者K·D·麦克莱恩, K·J·卡尔韦拉格, M·K·梅克西, R·杰克逊 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司