DE102010040880A1

DE102010040880A1 - Diagnosestrategie für ein Kraftstoffdampfsteuersystem

Info

Publication number: DE102010040880A1
Application number: DE102010040880A
Authority: DE
Inventors: Mark Wolverine Lake Peters; Eric A. Ann Arbor Macke; Christopher Commerce Township Kragh; Robert Roy Westland Jentz
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2011-04-07
Also published as: CN102032075A; US20110079201A1; US8439017B2; CN102032075B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor enthalten ist, bereitgestellt. Das Verfahren kann Speichern von Überdruck oder Unterdruck in einem isolierten Kraftstofftank, Übertragen mindestens eines Teils des Überdrucks oder Unterdrucks zu einem Verdunstungsbehälterbereich und Ermitteln einer Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälters auf Grundlage einer Druckreaktion des Verdunstungsbehälterbereichs, während der Verdunstungsbehälterbereich von dem Kraftstofftank isoliert ist, umfassen. Auf diese Weise ist es möglich, Druck auszunutzen, der passiv in einem Teil des Systems erzeugt werden kann, selbst bei Abschaltmotorbetrieb, um das ordnungsgemäße Funktionieren eines anderen Teils des Systems zu verifizieren.

Description

HINTERGRUND UND KURZDARSTELLUNG
Von verschiedenen Regierungsbehörden sind strenge Kraftstoffverdunstungsteststandards für Verbrennungsmotoren implementiert worden, um von dem Kraftstoffversorgungssystem eines Fahrzeugs an die umliegende Umgebung abgegebene Kraftstoffdämpfe zu reduzieren.
Einige Kraftstoffdampfsteuersysteme können einen Verdunstungsbehälter enthalten, der zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen bei Auftankereignissen im Fahrzeug konfiguriert ist. Die US 2006/0053868 stellt ein Kraftstoffdampfsteuersystem bereit, das dazu konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zu drehen, um den Einlasskrümmerdruck (MAP – manifold air pressure) zu verringern und ein Vakuum im Einlasskrümmer zu erzeugen. Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstoffdampfemissionssteuersystem und dem Einlasskrümmer wird gestattet, nachdem der MAP reduziert worden ist. Dann kann ein Diagnosetest durchgeführt werden, um zu ermitteln ob das Kraftstoffdampfsteuersystem nach Verringerung des Drucks im Kraftstoffdampfsteuersystem ordnungsgemäß arbeitet.
Die Anmelder haben jedoch mehrere Probleme mit dem obigen Kraftstoffdampfsteuersystem erkannt. Zum Beispiel kann Drehen des Motors zur Durchführung eines Diagnosetests den betrieblichen Wirkungsgrad des Fahrzeugs verringern sowie zu unnötigen Verschleiß an verschiedenen Motorkomponenten, wie zum Beispiel dem zum Drehen des Motors verwendeten Elektromotor sowie den Zylinderventilen, führen. Darüber hinaus ermittelt der oben beschriebene Diagnosetest, ob das gesamte Kraftstoffdampfsteuersystem ordnungsgemäß arbeitet, wodurch eine Diagnose einzelner Komponenten verhindert wird.
Somit wird gemäß einem Lösungsansatz ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Motor enthalten ist, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Speichern von Über- oder Unterdruck im Kraftstofftank, während dieser von einem Verdunstungsbehälterbereich isoliert ist, Übertragen mindestens eines Teils des gespeicherten Drucks zu dem Behälterbereich und Anzeigen einer Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälterbereichs auf Grundlage einer Reaktion des übertragenen Drucks im Behälterbereich, während der Behälterbereich vom Kraftstofftank isoliert ist.
Auf diese Weise ist es möglich, Druck auszunutzen, der in einem Teil des Systems passiv erzeugt werden kann, selbst bei Abschaltmotorbetrieb, um das ordnungsgemäße Funktionieren eines anderen Teils des Systems zu verifizieren. Weiterhin ist es möglich, das ordnungsgemäße Funktionieren verschiedener Teile des Systems zu verifizieren. Somit kann das System vollständiger getestet werden sowie die Anzahl von Verdunstungsbehältertestereignissen erhöht werden. Solch ein Verfahren kann aufgrund der Tatsache, dass der Verbrennungsmotor nicht über eine längere Zeitdauer betrieben werden kann, besonders günstig zur Verwendung in einem Plug-In-Hybridfahrzeug sein. Es versteht sich jedoch, dass das oben genannte Verfahren auch auf andere Fahrzeugarten angewendet werden kann, die Verbrennungsmotoren verwenden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Hintergrund und die Kurzdarstellung oben dazu vorgesehen sind, eine Auswahl an Konzepten in vereinfachter Form vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie sollen weder die Schlüssel- noch die wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich allein durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beseitigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der in dem in 1 gezeigten Fahrzeug enthalten sein kann.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in dem in 1 dargestellten Fahrzeug enthalten sein kann.
4 zeigt ein Diagnoseverfahren, das in einem Fahrzeug implementiert werden kann, um das ordnungsgemäße Funktionieren eines Verdunstungsbehälters zu ermitteln.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Hybridantriebssystem, während 2 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors zeigt, der in dem Hybridantriebssystem enthalten sein kann. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in dem in 1 dargestellten Fahrzeug verwendet werden kann, und 4 zeigt ein Verfahren zum Betrieb des Kraftstoffdampfsteuersystems. In einem Beispiel wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor enthalten ist, bereitgestellt. Das Verfahren kann Speichern von Über- oder Unterdruck in einem isolierten Kraftstofftank, Übertragen mindestens eines Teils des gespeicherten Überdrucks oder Unterdrucks zu dem Verdunstungsbehälterbereich und Anzeigen einer Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälters auf Grundlage einer Druckreaktion des Verdunstungsbehälterbereichs, während der Verdunstungsbehälterbereich von dem Kraftstofftank isoliert ist, umfassen.
Auf diese Weise kann das Kraftstoffdampfsteuersystem passiv getestet werden, während der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist, wodurch die Dauer verlängert wird, über die der Kraftstoffdampfsteuersystemdiagnosetest implementiert werden kann und das Fahrzeug somit ermitteln kann, wann das Kraftstoffdampfsteuersystem beeinträchtigt worden ist, und Abhilfemaßnahmen ergreifen kann. Des Weiteren können im Vergleich zu vorherigen Systemen, die mechanische Komponenten verwenden, um den Druck in Dampfsteuersystemen zu verringern, um einen Diagnosetest am Kraftstoffdampfsteuersystem durchzuführen, die Kosten und die Komplexität des Fahrzeugs verringert werden, wodurch die Effizienz sowie die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs erhält werden, während die Fahrzeugkosten verringert werden.
Auf 1 Bezug nehmend, zeigt die Figur schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem Hybridantriebssystem 2. Das Hybridantriebssystem 2 enthält einen mit einem Getriebe 3 verbundenen Verbrennungsmotor 10, der hier unter besonderer Bezugnahme auf 2 weiter beschrieben wird. Das Getriebe 3 kann ein Handschaltgetriebe, ein Automatikgetriebe oder Kombinationen daraus sein. Weiterhin können verschiedene zusätzliche Komponenten enthalten sein, wie zum Beispiel ein Drehmomentwandler und/oder andere Getriebe, wie zum Beispiel eine Achsantriebseinheit usw. Das Getriebe 3 ist in der Darstellung mit einem Antriebsrad 4 verbunden, das wiederum mit einer Straßenoberfläche 5 in Kontakt steht. Es versteht sich, dass das Getriebe in anderen Beispielen mit mehreren Antriebsrädern verbunden sein kann.
In diesem Ausführungsbeispiel enthält das Hybridantriebssystem 2 weiterhin eine Energieumwandlungsvorrichtung 6, die unter anderem einen Motor, einen Generator und Kombinationen daraus enthalten kann. Die Energieumwandlungsvorrichtung 6 ist des Weiteren in der Darstellung mit einer Energiespeichervorrichtung 7 verbunden, die eine Batterie, einen Kondensator, ein Schwungrad, einen Druckbehälter usw. enthalten kann. Die Energieumwandlungsvorrichtung kann dazu betrieben werden, Energie von der Fahrzeugbewegung und/oder dem Motor zu absorbieren und die absorbierte Energie in eine Energieform umzuwandeln, die zur Speicherung durch die Energiespeichervorrichtung geeignet ist (das heißt einen Generatorbetrieb bereitzustellen). Die Energieumwandlungsvorrichtung kann auch dahingehend betrieben werden, dem Antriebsrad 4 und/oder dem Motor 10 eine Ausgabe zuzuführen (Energie, Arbeit, Drehmoment, Drehzahl usw.) (das heißt, einen Motorbetrieb bereitzustellen).
Darüber hinaus kann die Energiespeichervorrichtung 7 mit einer externen Energiespeichervorrichtung 8 verbunden sein, wodurch die Energiespeichervorrichtung geladen werden kann, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist. Zum Beispiel kann ein Benutzer das Fahrzeug an die Steckdose anschließen, um der Energiespeichervorrichtung Energie zuzuführen. Zu den geeigneten Energiequellen gehören eine 120 VAC 60 Hz Wandsteckdose, 220 VAC 60 Hz Steckdose, eine tragbare Batterie usw. Die Energieumwandlungsvorrichtung 6 kann auch zur Zuführung einer Ausgabe (Energie, Arbeit, Drehmoment, Drehzahl usw.) zu dem Antriebsrad 4 und/oder Motor 10 (das heißt Bereitstellung eines Motorbetriebs) betrieben werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Energieumwandlungsvorrichtung bei einigen Ausführungsformen nur einen Motor, nur einen Generator oder sowohl einen Motor als auch einen Generator unter verschiedenen anderen Komponenten, die zur Bereitstellung einer geeigneten Energieumwandlung zwischen der Energiespeichervorrichtung und den Fahrzeugantriebsrädern und/oder dem Motor enthalten kann.
Die dargestellten Verbindungen zwischen dem Motor 10, der Energieumwandlungsvorrichtung 6, dem Getriebe 3 und dem Antriebsrad 4 zeigen Übertragung von mechanischer Energie von einer Komponente auf eine andere, während die Verbindungen zwischen der Energieumwandlungsvorrichtung und der Energiespeichervorrichtung Übertragung verschiedener Energieformen, wie zum Beispiel elektrischer, mechanischer usw., anzeigen können. Drehmoment kann zum Beispiel über das Getriebe 3 vom Motor 10 übertragen werden, um das Antriebsrad 4 des Fahrzeugs anzutreiben. Wie oben beschrieben, kann die Energiespeichervorrichtung 7 dazu konfiguriert sein, in einem Generatormodus und/oder einem Motormodus betrieben zu werden. In einem Generatormodus absorbiert das Hybridantriebssystem 2 einen Teil der oder die ganze Ausgabe vom Motor 10 und/oder Getriebe 3, wodurch das Ausmaß an dem Antriebsrad 4 zugeführter Antriebsausgabe oder das Ausmaß an Bremsmoment zum Antriebsrad reduziert wird. Solch ein Betrieb kann zum Beispiel zum Erreichen von Effizienzsteigerungen durch Bremsung mit Energierückgewinnung, verbesserten Motorwirkungsgrad usw. eingesetzt werden. Des Weiteren kann die von der Energieumwandlungsvorrichtung 6 empfangene Ausgabe zum Laden der Energiespeichervorrichtung 7 verwendet werden.
In einem Motormodus kann die Energieumwandlungsvorrichtung 6 dem Motor 10 und/oder Getriebe 3 eine mechanische Ausgabe zuführen, zum Beispiel durch Verwendung von in der Energiespeichervorrichtung (zum Beispiel einer elektrischen Batterie) gespeicherter elektrischer Energie. Auf diese Weise kann dem Fahrzeug über die Energieumwandlungsvorrichtung Antriebsenergie zugeführt werden. In einigen Beispielen kann der Motormodus implementiert werden, während der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist (zum Beispiel Verbrennungszyklen durchführt). Darüber hinaus kann der Motormodus in einigen Beispielen implementiert werden, während die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer Schwellgeschwindigkeit und/oder unter einem Schwelldrehmoment oder einer Drehmomentanfrage liegt. Somit kann der Motor 10 nicht über eine längere Zeitdauer betrieben werden. Darüber hinaus oder als Alternative dazu kann der Motormodus beim Bremsen während des Anhaltens an Verkehrsampeln usw., implementiert werden.
Des Weiteren können Assist- oder Mild-Hybrid-Modi eingesetzt werden, in denen der Motor die Primärdrehmomentquelle ist, wobei das Hybridantriebssystem dahingehend wirkt, zusätzliches Drehmoment, zum Beispiel unter Tip-in- oder anderen Bedingungen, gezielt zuzuführen. Darüber hinaus können auch Starter/Generator- und/oder intelligente Lichtmaschinensysteme verwendet werden. Die verschiedenen Komponenten, die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden, können durch eine Fahrzeugsteuerung gesteuert werden, wie unten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 12 dazu konfiguriert sein, den Betrieb verschiedener oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebener Systeme zu steuern. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung mit einem Sensor konfiguriert sein, der mit der Steuerung 12 kommuniziert, wodurch ermöglicht wird, eine Bestimmung des Ladungszustands oder der von der Energiespeichervorrichtung gespeicherten Energiemenge durchzuführen. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung 12 oder eine andere Steuerung dazu verwendet werden, einen Zustand der Energieumwandlungsvorrichtung und/oder des Getriebes zu ändern. Des Weiteren kann die Steuerung 12 bei einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, zu bewirken, dass die Brennkammer 30 in verschiedenen Verbrennungsmodi arbeitet, wie hier beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzungseinstellung kann geändert werden, um verschiedene Verbrennungsmodi bereitzustellen, zusammen mit anderen Parametern, wie zum Beispiel Ventilsteuerzeiten, Ventilbetrieb, Ventildeaktivierung usw.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein schematisches Diagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, beschrieben, wobei der Motor in einem in 2 gezeigten Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann durch ein Steuersystem 150, das die Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 zumindest teilweise gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Die Brennkammer (das heißt der Zylinder) 30 des Motors 10 können Brennkammerwände 32 mit darin positioniertem Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Einlassluft vom Einlasskrümmer 44 über den Einlasskanal 42 erhalten und kann Verbrennungsabgase über den Auslasskanal 48 ablassen. Eine Spülleitung 316, die ein darin angeordnetes Spülventil 318 enthält, kann mit dem Einlasskrümmer verbunden sein. Die Spülleitung kann in einem Kraftstoffdampfsteuersystem enthalten sein, das unter Bezugnahme auf 3 hier näher besprochen wird. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 gezielt mit der Brennkammer 30 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über ein jeweiliges Nockenbetätigungssystem 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können ein Nockenprofilumschaltungs-(CPS-) und/oder ein variables Nockensteuerungs-(VCT-) und/oder ein variables Ventilsteuerungs-(VVT-) und/oder ein variables Ventilhub-(VVL-)System verwenden, die durch die Steuerung 12 betätigt werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. In diesem Beispiel wird VCT verwendet. In anderen Beispielen können jedoch andere Ventilbetätigungssysteme verwendet werden, wie zum Beispiel elektronische Ventilbetätigung (EVA). Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 kann durch einen Positionssensor 55 bzw. 57 bestimmt werden.
In der Darstellung ist ein Kraftstoffeinspritzventil 66 in einer Konfiguration direkt mit der Brennkammer 30 verbunden, die eine so genannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer bereitstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW einspritzen. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 66 durch ein Kraftstoffversorgungssystem, das einen Kraftstofftank 302 und eine Kraftstoffpumpe 304 enthält, die in 3 schematisch gezeigt werden, zugeführt werden. Es versteht sich, dass zusätzliche Komponenten im Kraftstoffversorgungssystem enthalten sein können, wie zum Beispiel eine Kraftstoffverteilerleitung, die mit dem Kraftstoffeinspritzventil verbunden ist, eine Hochdruckkraftstoffpumpe, ein Kraftstofffilter usw. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 als Alternative oder zusätzlich dazu ein mit dem Einlasskrümmer 44 verbundenes Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff dort hinein auf eine als Einlasskanaleinspritzung bekannte Weise enthalten.
Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 64 enthalten. In diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselplatte 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktuator, der mit der Drossel 62 enthalten ist, zugeführt wird, wobei diese Konfiguration gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 betätigt werden, um die der Brennkammer 30 unter anderen Motorzylindern zugeführte Einlassluft zu variieren. Die Position der Drosselplatte 64 kann der Steuerung 12 durch ein Drosselpositionssignal TP zugeführt werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassensensor 120 und einen Einlasskrümmerdrucksensor 122 enthalten, um der Steuerung 12 jeweilige Signale MAF und MAP zuzuführen.
Das Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi einen Zündfunken zuführen. Obgleich Funkenzündungskomponenten gezeigt werden, können bei einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Eigenzündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
In der Darstellung ist ein Abgassensor 126 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 mit dem Auslasskanal 48 verbunden. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor zur Bereitstellung einer Anzeige eines Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universal or wide-range exhaust gas oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-, ein HEGO-(heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor, sein. Die Emissionssteuervorrichtung 70 ist in der Darstellung entlang dem Auslasskanal 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC – three-way catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 durch Betätigung mindestens eines Zylinders des Motors in einem bestimmten Luft-/Kraftstoff-Verhältnis regelmäßig zurückgestellt werden.
In der in 2 gezeigten Darstellung ist die Steuerung 12 ein Mikrocomputer, der einen Mikroprozessor 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicher (ROM) 106 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von dem Luftmassensensor 120; die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Sensor 118 (oder Sensor anderer Art); die Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; und ein Absolutkrümmerdrucksignal, MAP, von dem Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Einlasskrümmerdrucksignal MAO vom Krümmerdrucksensor kann zur Bereitstellung einer Anzeige über Vakuum oder Druck im Einlasskrümmer verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie zum Beispiel ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Anzeige über das Motordrehmoment geben. Des Weiteren kann dieser Sensor zusammen mit der erfassten Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingespeisten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet werden kann, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen. Des Weiteren kann die Steuerung 12 mit mehreren Drucksensoren gekoppelt sein, die hier unter Bezugnahme auf 3 näher besprochen werden.
Wie oben beschrieben, zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und dass jeder Zylinder analog dazu seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzventil, Zündkerze usw. enthalten kann.
3 zeigt ein Kraftstoffdampfsteuersystem 300. Das Kraftstoffdampfsteuersystem 300 kann einen Kraftstofftank 302 enthalten, der dazu konfiguriert ist, verschiedene Kraftstoffarten, wie zum Beispiel Diesel, Benzin, Ethanolmischungen, Biodiesel usw., zu speichern. Der Kraftstofftank kann eine Kraftstoffpumpe 304 (zum Beispiel eine Hubpumpe) enthalten, die in einigen Beispielen elektrisch angetrieben sein kann. Die Kraftstoffpumpe kann, wie oben besprochen, mit dem Kraftstoffeinspritzventil 66 strömungsverbunden sein. Des Weiteren kann in anderen Beispielen das Kraftstoffversorgungssystem eine oder mehrere mechanisch angetriebene Hochdruckpumpen, einen Kraftstofffilter, einen rückführungslosen Kraftstoffkreislauf usw. enthalten.
Erneut auf 3 Bezug nehmend, kann eine Verdunstungsleitung 306 einen Kraftstofftank 302 mit einem Verdunstungsbehälter 308 strömungsverbinden. Ein Kraftstofftankabsperrventil 310 kann in der Verdunstungsleitung 306 angeordnet sein. Der Verdunstungsbehälter kann Aktivkohle enthalten, die mindestens einen Teil der Kraftstoffverdunstung aus dem Kraftstofftank unter verschiedenen Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Nachfüllen des Kraftstofftanks, absondern kann. Der Behälter kann weiterhin alternative Materialien, wie zum Beispiel Zeolith, enthalten. Eine Atmosphärenleitung 312, die ein darin angeordnetes Entlüftungsventil 314 enthält, kann mit dem Verdunstungsbehälter 308 und der Umgebungsatmosphäre verbunden sein.
Der Verdunstungsbehälter 308 kann des Weiteren über eine Spülleitung 316 mit dem im Motor 10 enthaltenen Einlasskrümmer 44, der in 2 gezeigt wird, strömungsverbunden sein. In anderen Beispielen kann die Spülleitung jedoch an einer anderen geeigneten Stelle im Motor verbunden sein. Ein Spülventil 318 kann in der Spülleitung 316 angeordnet sein.
In einigen Beispielen können die oben genannten Ventile (310, 314 und 318) unterdruckbetätigte Magnetventile sein. Es können in anderen Beispielen jedoch auch andere geeignete Ventile verwendet werden. Die Ventile können mit der in 2 gezeigten Steuerung 12 verbunden sein, die zur Einstellung der Ventile konfiguriert sein kann. Des Weiteren können die Ventile (310, 314 und 318) im Steuersystem 150 enthalten sein. In anderen Beispielen kann jedoch eine andere Steuerung zur Einstellung der Ventile verwendet werden. Des Weiteren können in einigen Beispielen die Ventile zum Betrieb in mindestens zwei Positionen, einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position, konfiguriert sein. In anderen Beispielen können die Ventile jedoch in mehreren Positionen betrieben werden, die verschiedenen Behinderungsgraden der Leitung entsprechen. Es versteht sich, dass ein geöffnetes Ventil ein Ventil umfassen kann, in dem Fluid das Ventil durchströmen kann. Deshalb kann ein geöffnetes Ventil ein Ventil, das Strömung durch die Leitung teilweise behindert, oder eine Leitung, die im Wesentlichen unbehindert ist, umfassen. Ein Verdunstungsbehälterbereich 320 kann einen strömungsisolierten Bereich umfassen, der den Verdunstungsbehälter 308 umgibt, sowie den Verdunstungsbehälter selbst. Der Verdunstungsbehälterbereich kann den Verdunstungsbehälter sowie die Teile der Leitung zwischen den Ventilen (310, 314 und 318) und dem Verdunstungsbehälter umfassen.
Mehrere Drucksensoren können im Kraftstoffdampfsteuersystem 300 enthalten sein, wie zum Beispiel ein mit dem Kraftstofftank verbundener Kraftstofftankdrucksensor 322, ein mit der Verdunstungsleitung 306 verbundener Drucksensor 324 und ein mit der Atmosphärenleitung 312 verbundener Atmosphärendrucksensor 326. Die Drucksensoren können kapazitive Drucksensoren oder andere geeignete Arten von Drucksensoren sein. Der Kraftstofftankdrucksensor kann dazu konfiguriert sein, den Druck im Kraftstofftank zu messen. Ebenso kann der Drucksensor 324 dazu konfiguriert sein, den Druck im Verdunstungsbehälterbereich 320 zu messen, und der Atmosphärendrucksensor kann dazu konfiguriert sein, den Atmosphärendruck zu messen. Die oben beschriebenen Drucksensoren können elektronisch mit der in 2 gezeigten Steuerung 12 verbunden sein.
Das Kraftstoffdampfsteuersystem kann in verschiedenen Modi betrieben werden, die über die in 2 gezeigte Steuerung 12 implementiert werden. In anderen Beispielen können jedoch andere geeignete Steuerungen verwendet werden, um die Modi des Kraftstoffdampfsteuersystems zu implementieren. Die Modi können einen Dampfabsonderungsmodus, einen Spülmodus und einen passiven Diagnosemodus umfassen.
Im Dampfabsonderungsmodus kann Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank in den Verdunstungsbehälter geleitet werden. Der Dampfabsonderungsmodus kann implementiert werden, während der Kraftstofftank aufgefüllt wird, sowie unter anderen Betriebsbedingungen. Somit kann in einigen Beispielen das Kraftstoffdampfsteuersystem 300 so konfiguriert sein, dass im Dampfabsonderungsmodus das Entlüftungsventil 314 und das Kraftstofftankabsperrventil 310 geöffnet sind und das Spülventil 318 geschlossen ist. Auf diese Weise können Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank zum Verdunstungsbehälter geleitet und abgesondert werden.
Im Spülmodus kann Kraftstoffdampf von dem Verdunstungsbehälter zum Motor (zum Beispiel zum Einlasskrümmer) geleitet werden. Der Spülmodus kann implementiert werden, während der Motor in Betrieb ist und Verbrennung in mindestens einem Zylinder durchführt. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffdampfsteuersystem 300 so konfiguriert sein, dass im Spülmodus das Kraftstofftankabsperrventil geschlossen und das Spülventil und das Entlüftungsventil geöffnet sind. Auf diese Weise wird Kraftstoffdampf in den Einlasskrümmer gesaugt (oder gedrückt), wodurch die Menge an im Verdunstungsbehälter gespeicherten Kraftstoffdampf reduziert wird. Es versteht sich, dass der Spülmodus während des Betriebs des Verbrennungsmotors intermittierend implementiert werden kann.
Der passive Diagnosemodus kann einen Modus enthalten, in dem über tägliche Umgebungstemperaturschwankungen Überdruck oder Unterdruck im Kraftstofftank erzeugt wird, um das ordnungsgemäße Funktionieren des Verdunstungsbehälters 308 zu testen. Der passive Diagnosemodus kann über Implementierung des Diagnoseverfahrens 400, das unten beschrieben wird, durchgeführt werden, zum Beispiel wenn der Motor ausgeschaltet ist, beispielsweise, wenn sich der Motor nicht dreht und keine Verbrennung durchführt.
4 zeigt ein Diagnoseverfahren 400, das implementiert werden kann, um zu ermitteln, ob der Verdunstungsbehälter oder das Kraftstoffdampfsteuersystem beeinträchtigt worden ist (zum Beispiel ob Leckagen vorliegen). Das Verfahren 400 kann durch die oben in einigen Beispielen beschriebenen Systeme und Komponenten implementiert werden. In anderen Beispielen kann das Verfahren 400 jedoch über andere geeignete Systeme und Komponenten implementiert werden. Das Verfahren 400 kann implementiert werden, während der Verbrennungsmotor in Betrieb ist oder nicht in Betrieb ist (zum Beispiel ausgeschaltet ist). Auf diese Weise kann ein Diagnosetest am Kraftstoffdampfsteuersystem während Perioden des Fahrzeugbetriebs, während der der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, durchgeführt werden. Somit kann die Anzahl von Diagnosetests in Fahrzeugen erhöht werden, die mehrere Antriebsenergiequellen verwenden.
Bei 402 wird ermittelt, ob der Verbrennungsmotor in Betrieb ist. Betrieb des Verbrennungsmotors kann Betreiben verschiedener Komponenten im Motor zur Durchführung von Verbrennungszyklen umfassen. Es versteht sich, dass in anderen Beispielen die Vorgänge von 402 im Verfahren 400 möglicherweise nicht enthalten sind. Wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist (JA bei 402) geht das Verfahren zu 404 über, wo ein Betriebskraftstoffverdunstungstest implementiert wird. Ein Betriebskraftstoffverdunstungstest kann einen Test umfassen, bei dem der Druck im Verdunstungsbehälter über Betrieb des Verbrennungsmotors verringert wird. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Beispielen auch andere geeignete Tests eingesetzt werden können. Somit kann, falls gewünscht, ein Diagnosetest des Kraftstoffsystems während des Motorbetriebs durchgeführt werden, indem zum Beispiel ein vom Motor erzeugtes Krümmervakuum an den Kraftstofftank angelegt wird und dann eine oder mehrere Komponenten isoliert werden und dann der Druck überwacht wird. Nach 404 endet das Verfahren.
Wenn der Verbrennungsmotor jedoch nicht in Betrieb ist (NEIN bei 402), geht das Verfahren zu 406 über. In einigen Beispielen ist der Motor nicht in Betrieb, wenn ein Abschaltmodus implementiert wird, wobei der Abschaltmodus ein Zeitintervall enthält, in dem keine Verbrennungszyklen im Verbrennungsmotor durchgeführt werden und der Kurbelwelle keine Drehenergie über den Verbrennungsmotor zugeführt wird, oder als Alternative, wenn der Motor sich im Ruhezustand befindet. Der Abschaltmodus kann in einigen Beispielen bis 422 beibehalten werden. Darüber hinaus kann in einigen Beispielen eine Energieumwandlungsvorrichtung dem Fahrzeug mindestens bis 422 Antriebsenergie zuführen. Bei 406 wird ermittelt, ob der Kraftstofftank von der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten, wie zum Beispiel dem Verdunstungsbehälter, anderen Komponenten im Kraftstoffdampfsteuersystem, dem Motor usw., isoliert ist. Eine Strömungsisolierung kann einen Betriebszustand enthalten, in dem eine Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und anderen Komponenten sowie der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten im Wesentlichen gesperrt ist, wobei dieser Zustand über das Steuersystem erzeugt werden kann. Wenn zum Beispiel ein Kraftstoffdampfsteuersystem ein Kraftstofftankabsperrventil enthält, kann das Kraftstofftankabsperrventil geschlossen werden, um den Kraftstofftank strömungsmäßig von der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten zu isolieren. Es versteht sich jedoch, dass das Kraftstoffdampfsteuersystem auch eine andere Konfiguration aufweisen kann, bei der zusätzliche oder alternative Ventile geschlossen werden können, um den Kraftstofftank zu isolieren.
Wenn der Kraftstofftank nicht strömungsisoliert ist (NEIN bei 406) geht das Verfahren zu 408 über, wo der Kraftstofftank von der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten strömungsisoliert wird. In einigen Beispielen kann Strömungsisolierung des Kraftstofftanks Schließen des in 3 dargestellten Kraftstofftankabsperrventils umfassen. Tägliche Temperaturschwankungen können dann einen Überdruck oder einen Unterdruck im Kraftstofftank erzeugen. Deshalb kann das Verfahren in einigen Beispielen bei 409 passives Übertragen von Energie zu oder Entfernen von Energie von dem Kraftstofftank über eine externe Temperaturschwankung umfassen. Zum Beispiel kann der Druck im Kraftstofftank ohne Anlegen von Druck oder Vakuum, der bzw. das durch eine andere Komponente des Fahrzeugs (zum Beispiel dem Motor, einer Vakuumpumpe usw.) erzeugt wird, geändert werden, wodurch die Wirksamkeit des Diagnoseverfahrens erhöht wird. Andererseits geht das Verfahren zu 409 über, wenn der Kraftstofftank strömungsisoliert ist (JA bei 406).
Bei 410 kann der Atmosphärendruck ermittelt werden. Als nächstes wird bei 412 der Kraftstofftankdruck ermittelt. Dann geht das Verfahren zu 414 über, wo ermittelt wird, ob das Druckdifferenzial zwischen dem Kraftstofftank und dem Atmosphärendruck einen Schwellwert übersteigt. Es versteht sich, dass das Druckdifferenzial einen Überdruck sowie einen Unterdruck enthalten kann. Deshalb kann in einigen Beispielen ein Absolutwert des Druckdifferenzials ermittelt werden. Bei der Bestimmung des Schwellwerts können verschiedene Parameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Ventiltoleranzen, Genauigkeit der Drucksensoren, die Motortemperatur und/oder die Umgebungstemperatur.
Wenn das Druckdifferenzial den Schwellwert nicht übersteigt (NEIN bei 414), geht das Verfahren zu 415 über, wo es auf Grundlage einer Druckreaktion des Kraftstofftanks ermittelt, ob der Kraftstofftank beeinträchtigt worden ist. Ein beeinträchtigter Kraftstofftank kann einen Verdunstungsbehälter enthalten, der aufgrund der Korrosion, Verschlechterung usw. des Kraftstofftankgehäuses, der mit dem Kraftstofftank verbundenen Ventile und/oder der Teile der Leitungen, die den Kraftstofftank mit den Ventilen verbinden, Leckagen erfährt. Deshalb kann der Druck in einem beeinträchtigten Kraftstofftank zu Atmosphärendruck verfallen. Des Weiteren kann die überwachte Druckreaktion des Kraftstofftanks eine zeitliche Änderungsrate des Drucks im Kraftstofftank, ein über ein Zeitintervall im Kraftstofftank ermitteltes Druckdifferenzial und/oder eine Druckreaktionskurve (zum Beispiel mehrere Druckmessungen, die in aufeinander folgenden Zeitintervallen vorgenommen wurden) enthalten. In einigen Beispielen kann eine Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälters durch Vergleich der Druckreaktion des Kraftstofftanks mit einer gegebenenfalls vorbestimmten Referenzdruckreaktion ermittelt werden. Die Referenzdruckreaktion kann auf Grundlage einer Druckreaktion eines nicht beeinträchtigten Kraftstofftanks berechnet werden. Die Referenzdruckreaktion kann unter Verwendung der folgenden Parameter bestimmt werden: Ventiltoleranzen, Atmosphärendruck, Umgebungstemperatur, Kraftstoffzusammensetzung und/oder Motortemperatur.
Insbesondere wenn in einem Beispiel eine Druckreaktionskurve durch einen Schwellwert von der Referenzdruckreaktionskurve abweicht, kann bestimmt werden, dass der Kraftstofftank beeinträchtigt worden ist. Wenn in anderen Beispielen jedoch der Absolutwert der zeitlichen Änderungsrate des Drucks im Kraftstofftank einen Schwellwert übersteigt, wird bestimmt, dass der Kraftstofftank beeinträchtigt worden ist. Weiterhin kann in anderen Beispielen ein Druckdifferenzial im Kraftstofftank mit einem Referenzdruckdifferenzial vergleichen werden; wenn die Differenz zwischen den Druckdifferenzialen einen Schwellwert übersteigt, wird bestimmt, dass der Kraftstofftank beeinträchtigt worden ist.
Wenn ermittelt wird, dass der Kraftstofftank nicht beeinträchtigt worden ist (NEIN bei 415) kehrt das Verfahren zum Start zurück. Wenn jedoch ermittelt wird, dass der Kraftstofftank beeinträchtigt worden ist (JA bei 415) rückt das Verfahren zu 416 vor, wo ein Kraftstofftankstandardmodus implementiert wird. Der Kraftstofftankstandardmodus kann bei 416a Aktivieren einer Kraftstofftankfehlfunktionsanzeige auf einer Instrumententafel und bei 416b Implementieren von Abhilfemaßnahmen, die bei 416c Erhöhen der Anzahl oder Dauer von Dampfbeseitigungsereignissen enthalten kann, umfassen. Ein Dampfbeseitigungsereignis kann ein Zeitintervall enthalten, während dessen der Dampfbeseitigungsmodus durchgeführt wird. Weiterhin können in einigen Beispielen die Abhilfemaßnahmen des Weiteren Verringern der Betriebsdauer des Verbrennungsmotors oder Sperren des Betriebs des Verbrennungsmotors enthalten. Nach 416 endet das Verfahren.
Wenn das Druckdifferenzial andererseits den Schwellwert übersteigt (JA bei 414) rückt das Verfahren zu 417 vor, wo eine Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter bereitgestellt wird. Auf diese Weise können Überdruck oder Unterdruck von dem Kraftstofftank zum Verdunstungsbehälter übertragen werden. In einigen Beispielen kann die Bereitstellung von Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter Schließen des Behälterentlüftungsventils, Schließen des Behälterspülventils und Öffnen des Kraftstofftankabsperrventils umfassen. Des Weiteren wird in einigen Beispielen die Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter bereitgestellt, während einer davon oder beide von der Atmosphäre und/oder anderen Komponenten, wie zum Beispiel dem Motor, isoliert werden. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Beispielen das Kraftstoffdampfsteuersystem eine andere Konfiguration aufweisen kann. Deshalb können andere oder zusätzliche Ventile geschlossen werden, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter bereitzustellen.
Der Druck im Verdunstungsbehälterbereich kann bei 418 ermittelt werden. Der Verdunstungsbehälterbereich kann den Verdunstungsbehälter sowie die Leitungsabschnitte zwischen den verschiedenen mit dem Verdunstungsbehälter verbundenen Ventilen und dem Verdunstungsbehälter enthalten. In anderen Beispielen kann jedoch der Druck im Kraftstofftank oder die zeitliche Änderungsrate des Drucks im Kraftstofftank und/oder Verdunstungsbehälter ermittelt werden. Als Nächstes wird bei 420 ermittelt, ob der Druck im Verdunstungsbehälterbereich einen Schwellwert erreicht hat. Der Schwellwert kann auf Grundlage des im Kraftstofftank erzeugten Über- oder Unterdrucks, Ventiltoleranzen, der Umgebungstemperatur, der Motortemperatur usw., bestimmt werden. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen ermittelt werden kann, ob der Druck im Kraftstofftank einen Schwellwert erreicht hat, ob die zeitliche Änderungsrate des Drucks im Verdunstungsbehälterbereich oder Kraftstofftank einen Schwellwert erreicht hat, oder ob der Druck im Verdunstungsbehälter im Wesentlichen gleich dem Druck im Kraftstofftank ist. Wenn der Druck den Schwellwert nicht erreicht hat, kehrt das Verfahren zu 420 zurück. Wenn der Druck jedoch einen Schwellwert erreicht hat, rückt das Verfahren zu 422 vor, wo ein Verdunstungsbehälterbereich von der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten, wie zum Beispiel dem Kraftstofftank und dem Motor, strömungsisoliert wird. Isolierung des Verdunstungsbehälterbereichs kann in einigen Beispielen Schließen des Entlüftungsventils, des Kraftstofftankabsperrventils und des Spülventils enthalten. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Beispielen das Kraftstoffdampfsteuersystem eine andere Konfiguration aufweisen kann. Deshalb können andere oder zusätzliche Ventile geschlossen werden, um den Verdunstungsbehälterbereich zu isolieren.
Als Nächstes wird bei 424 auf Grundlage einer Druckreaktion des Verdunstungsbehälterbereichs ermittelt, ob der Verdunstungsbehälter beeinträchtigt worden ist. Eine Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälters kann auf ähnliche Weise wie die Art und Weise, in der die Beeinträchtigung des Kraftstofftanks ermittelt wurde, wie oben beschrieben, ermittelt werden. Zum Beispiel kann die Druckreaktion des Verdunstungsbehälters mit einer Referenzdruckreaktion des Verdunstungsbehälters vergleichen werden, wobei die Referenzdruckreaktion auf Grundlage der Druckreaktion eines nicht beeinträchtigten Verdunstungsbehälters berechnet wird. Des Weiteren versteht sich, dass verschiedene erwartete Druckreaktionsänderungsraten in Abhängigkeit davon, ob Überdruck oder Unterdruck zu dem Behälter übertragen wird, angesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Überdruck schneller verfallen als ein Unterdruck auf Atmosphäre steigen kann. Wenn die Druckreaktion des Verdunstungsbehälters durch einen Schwellwert von der Referenzdruckreaktion abweicht, ist der Verdunstungsbehälter beeinträchtigt.
Wenn ermittelt wird, dass der Verdunstungsbehälter nicht beeinträchtigt ist (NEIN bei 424), endet das Verfahren. Wenn jedoch ermittelt wird, dass der Verdunstungsbehälter beeinträchtigt worden ist (JA bei 424) rückt das Verfahren zu 426 vor, wo ein Verdunstungsbehälterstandardmodus implementiert wird. In einigen Beispielen kann der Standardmodus bei 426a Aktivieren einer Verdunstungsbehälterfehlfunktionsanzeige auf einer Instrumententafel und bei 424b Implementieren von Abhilfemaßnahmen enthalten, die bei 426c Erhöhen der Frequenz von Behälterspülereignissen und bei 426d Erhöhen der Dauer und/oder Frequenz des Motorbetriebs enthalten können. Auf diese Weise kann die Kraftstoffverdunstung verringert werden. Es versteht sich jedoch, dass auch zusätzliche oder andere Elemente im Standardmodus enthalten sein können, wie zum Beispiel andere Abhilfemaßnahmen. Nach 426 endet das Verfahren.
Die oben beschriebenen Systeme und Verfahren gestatten, dass Druck, der passiv im Kraftstofftank erzeugt werden kann, selbst bei Abschaltmotorbetrieb und bei Fahrzeugbetrieb, dazu verwendet wird, das ordnungsgemäße Funktionieren des Verdunstungsbehälters zu verifizieren. Weiterhin kann das ordnungsgemäße Funktionieren sowohl des Kraftstofftanks als auch des Verdunstungsbehälters verifiziert werden. Somit kann das vollständigere Testen des Systems sowie eine Erhöhung der Anzahl von Verdunstungsbehältertestereignissen ermöglicht werden. Deshalb kann eine Beeinträchtigung verschiedener Komponenten im Kraftstoffdampfsteuersystem schnell diagnostiziert und ihr anschließend abgeholfen werden, wodurch Fahrzeugemissionen verringert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann/können in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6, V-12-, Boxer-4 und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt somit alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor enthalten ist, umfasst:
Strömungsisolieren eines Kraftstofftanks von der Atmosphäre und externen Komponenten;
wenn das Druckdifferenzial zwischen einem Kraftstofftankdruck und einem Atmosphärendruck größer ist als ein erster Schwellwert, Bereitstellen von Strömungsverbindung zwischen einem Verdunstungsbehälterbereich und dem Kraftstofftank;
Strömungsisolieren des Verdunstungsbehälterbereichs von der Atmosphäre und externen Komponenten nach Bereitstellung der Strömungsverbindung; und
wenn die zeitliche Änderungsrate des Ducks im isolierten Verdunstungsbehälterbereich einen zweiten Schwellwert übersteigt, Implementieren eines Verdunstungsbehälterstandardmodus. Dabei wird bevorzugt Strömungsisolierung des Verdunstungsbehälters als Reaktion darauf implementiert, dass der Druck im Verdunstungsbehälterbereich einen Schwellwert erreicht.
Weiterhin wird bevorzugt, dass im Anschluss an Strömungsisolierung des Kraftstofftanks, wenn das Druckdifferenzial zwischen dem Kraftstofftankdruck und dem Atmosphärendruck nicht größer als ein dritter Schwellwert ist, wenn die zeitliche Änderungsrate eines Drucks im isolierten Kraftstofftank einen vierten Schwellwert übersteigt, das Verfahren Implementieren eines Kraftstofftankstandardmodus umfasst.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren Implementieren eines Verdunstungsbehälterstandardmodus, Aktivieren einer Fehlfunktionsanzeige und/oder Implementieren von Abhilfemaßnahmen.
Weiter bevorzugt ist ein das Verfahren bei dem das Druckdifferenzial den Absolutwert sowohl von Über- als auch Unterdruck enthält.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffdampfsteuersystem für ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor enthält, umfasst wobei das System folgendes:
einen Atmosphärendrucksensor, der mit der Steuerung elektronisch gekoppelt ist;
einen Kraftstofftank, der einen Kraftstoffdrucksensor enthält, der mit der Steuerung elektronisch gekoppelt ist;
einen Verdunstungsbehälter, der mit dem Kraftstofftank, dem Verbrennungsmotor und einer Umgebungsatmosphäre strömungsverbunden ist;
einen Drucksensor, der mit einem Verdunstungsbehälterbereich verbunden und mit der Steuerung elektronisch gekoppelt ist;
ein Steuersystem, das die Steuerung enthält, die eine über einen Prozessor ausführen Code aufweist, um
den Kraftstofftank strömungsmäßig von der Umgebungsatmosphäre und den externen Komponenten zu isolieren;
eine Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälterbereich bereitzustellen, wenn ein Druckdifferenzial zwischen dem Kraftstofftank und der Atmosphäre einen ersten Schwellwert übersteigt, nachdem der Kraftstofftank strömungsisoliert ist;
einen Verdunstungsbehälterbereich strömungsmäßig von der Umgebungsatmosphäre und externen Komponenten zu isolieren, nachdem die Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter bereitgestellt ist; und
einen Standardmodus zu implementieren, wenn die zeitliche Änderungsrate eines Drucks einen zweiten Schwellwert übersteigt und/oder ein Druckdifferenzial in dem Verdunstungsbehälterbereich einen dritten Schwellwert übersteigt.
Dabei wird insbesondere ein Verdunstungsbehälterbereich strömungsisoliert, nachdem der Verdunstungsbehälterdruck einen vierten Schwellwert erreicht hat.
Bevorzugt umfasst das System weiterhin eine Energieumwandlungsvorrichtung, wobei der Verbrennungsmotor in einem Abschaltmodus gehalten wird und Antriebsenergie der Energieumwandlungsvorrichtung zugeführt wird, während der Kraftstofftank strömungsisoliert ist und Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälterbereich bereitgestellt ist.
Weiter bevorzugt umfasst das System ein Kraftstofftankabsperrventil, das mit dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter strömungsverbunden ist, wobei Strömungsisolieren des Kraftstofftanks Schließen des Kraftstofftankabsperrventils umfasst.
Weiter bevorzugt umfasst das System weiterhin ein Behälterentlüftungsventil, das mit dem Verdunstungsbehälter und der Atmosphäre strömungsverbunden ist, und ein Behälterspülventil, das mit dem Verdunstungsbehälter und dem Motor strömungsverbunden ist, wobei Gestatten von Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälterbereich Öffnen des Kraftstofftankabsperrventils umfasst und Strömungsisolieren des Verdunstungsbehälters Schließen des Behälterentlüftungsventils und des Behälterspülventils umfasst.
Fig. 4
Bezugszeichenliste

START: START
END: ENDE
402: IS ENGINE IN OPERATION? – IST MOTOR IN BETRIEB?
404: IMPLEMENT OPERATIONAL EVAPORATIVE EMISSION TEST – BETRIEBSKRAFTSTOFF-VERDUNSTUNGSTEST-IMPLEMENTIEREN
406: FUEL TANK ISOLATED? – KRAFTSTOFFTANK ISOLIERT?
408: FLUIDICALLY ISOLATE FUEL TANK – KRAFTSTOFFTANK STRÖMUNGSISOLIEREN
409: PASSIVELY TRANSFER ENERGY TO OR REMOVE ENERGY FROM THE FUEL TANK – ENERGIE PASSIV ZU DEM BZW. VON DEM KRAFTSTOFFTANK ÜBERTRAGEN ODER ENTFERNEN
410: DETERMINE AN ATMOSPHERIC PRESSURE – EINEN ATMOSPHÄRENDRUCK ERMITTELN
412: DETERMINE A FUEL TANK PRESSURE – EINEN KRAFTSTOFFTANKDRUCK ERMITTELN
414: PRESSURE DIFFERENTIAL > THRESHOLD VALUE? – DRUCK DIFFERENZIAL > SCHWELLWERT?
415: FUEL TANK DEGRADED? – KRAFTSTOFFTANK BEEINTRÄCHTIGT?

RETURN: RÜCKKEHREN
416: IMPLEMENT A DEFAULT MODE – EINEN STANDARDMODUS IMPLEMENTIEREN
416a: ACTIVATE A MALFUNCTION INDICATOR – EIN FEHLFUNTIONS ANZEIGE AKTIVIEREN
416b: IMPLEMENT MITIGATING ACTIONS – ABHILFEMASSNAHMEN IMPLEMENTIEREN
416c: INCREASE THE DURATION OR NUMBER OF VAPOR SEQUESTERING EVENTS – DIE DAUER ODER ANZAHL VON DAMPFABSONDERUNGS-EREIGNISSEN ERHÖHEN
417: PROVIDE FLUIDIC COMMUNICATION BETWEEN THE FUEL TANK AND THE EVAPORATION CANISTER – STRÖMUNGSVERBINDUNG ZWISCHEN DEM KRAFTSTOFFTANK UND DEM VERDUNSTUNGSBEHÄLTER BEREITSTELLEN
422: FLUIDICALLY ISOLATE THE EVAPORATION CANISTER REGION – DEN VERDUNSTUNGSBEHÄLTERBEREICH STRÖMUNGSISOLIEREN
424: EVAPORATION CANISTER DEGRADED? – VERDUNSTUNGSBEHÄLTER BEEINTRÄCHTIGT?
426: IMPLEMENT A DEFAULT MODE – EINEN STANDARDMODUS IMPLEMENTIEREN
426a: ACTIVATE A MALFUNCTION INDICATOR – EINE FEHLFUNKTIONSANZEIGE AKTIVIEREN
426b: IMPLEMENT MITIGATING ACTIONS – ABHILFEMASSNAHMEN IMPLEMENTIEREN
426c: INCREASE THE FREQUENCY OF CANISTER PURGING EVENTS – DIE FREQUENZ VON BEHÄLTERSPÜLEREIGNISSEN ERHÖHEN
426d: INCREASE THE FREQUENCY AND/OR DURATION OF ENGINE OPERATION – DIE FREQUENZ UND/ODER DAUER DES MOTORBETRIEBS ERHÖHEN
YES: JA
NO: NEIN

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0053868 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Motor enthalten ist, umfassend: Speichern von Über- oder Unterdruck im Kraftstofftank, während dieser von einem Verdunstungsbehälterbereich isoliert ist; Übertragen mindestens eines Teils des gespeicherten Drucks zu dem Behälterbereich; und Anzeigen einer Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälterbereichs auf Grundlage einer Reaktion des übertragenen Drucks im Behälterbereich, während der Behälterbereich vom Kraftstofftank isoliert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Übertragen mindestens eines Teils des Überdrucks oder Unterdrucks zum Verdunstungsbehälter Bereitstellen einer Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdunstungsbehälter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Strömungsverbindung als Reaktion darauf bereitgestellt wird, dass eine zeitliche Änderungsrate des Drucks im Kraftstofftank oder Verdunstungsbehälterbereich einen Schwellwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin vor dem Speichern des Überdrucks oder Unterdrucks in einem isolierten Kraftstofftank Erzeugen eines Überdrucks oder Unterdrucks im Kraftstofftank über Umgebungstemperaturschwankungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Speichern von Überdruck oder Unterdruck und Übertragen mindestens eines Teils des gespeicherten Drucks implementiert werden, während das Fahrzeug in einem Modus betrieben wird, in dem dem Fahrzeug Antriebsenergie über eine Energieumwandlungsvorrichtung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin im Anschluss an die Ermittlung einer Beeinträchtigung des Verdunstungsbehälters Implementieren eines Standardvorgangs als Reaktion auf die Beeinträchtigungsermittlung umfasst, wobei der Standardvorgang Aktivieren einer Fehlfunktionsanzeige auf einer Instrumententafel und/oder Implementieren von Abhilfemaßnahmen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Abhilfemaßnahmen Erhöhen einer Frequenz von Behälterspülereignissen und/oder Erhöhen der Frequenz und/oder Dauer von Motorbetrieb umfasst.
Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffdampfsteuersystems, das in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor enthalten ist, umfassend: Strömungsisolieren eines Kraftstofftanks von der Atmosphäre und externen Komponenten; wenn das Druckdifferenzial zwischen einem Kraftstofftankdruck und einem Atmosphärendruck größer ist als ein erster Schwellwert, Bereitstellen von Strömungsverbindung zwischen einem Verdunstungsbehälterbereich und dem Kraftstofftank; Strömungsisolieren des Verdunstungsbehälterbereichs von der Atmosphäre und externen Komponenten nach Bereitstellung, der Strömungsverbindung; und wenn die zeitliche Änderungsrate des Ducks im isolierten Verdunstungsbehälterbereich einen zweiten Schwellwert übersteigt, Implementieren eines Verdunstungsbehälterstandardmodus.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin Halten des Verbrennungsmotors in einem Abschaltmodus und Bereitstellen von Antriebsenergie für das Fahrzeug über eine Energieumwandlungsvorrichtung, während der Kraftstofftank strömungsisoliert wird und während eine Strömungsverbindung zwischen dem Verdunstungsbehälterbereich und dem Kraftstofftank bereitgestellt wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Druckdifferenzial zwischen dem Kraftstofftank und dem Atmosphärendruck über Außentemperaturschwankungen erzeugt wird.