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Gebiet
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Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Halten eines Vakuums in dem Kraftstoffsystem eines Hybridfahrzeugs.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZDARSTELLUNG
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Reduzierte Motorbetriebszeiten in Hybridfahrzeugen führen zu Vorteilen wie einem reduzierten Kraftstoffverbrauch und reduzierten Kraftstoffemissionen. Allerdings können die kürzeren Motorbetriebszeiten zu einer unzureichenden Spülung von Kraftstoffdämpfen aus dem Emissionssteuersystem des Fahrzeugs sowie einer unzureichenden Zeitdauer zur Vollendung eines Kraftstoffsystemleckage-Diagnosevorgangs führen. Zur Lösung dieser Probleme können Hybridfahrzeuge ein Dampfabsperrventil (VBV) zwischen einem Kraftstofftank und einem Kohlenwasserstoffkanister des Emissionssystems aufweisen, um die Menge der in dem Kanister absorbierten Kraftstoffdämpfe einzuschränken. Ein Öffnen und Schließen des VBV kann dann basierend auf Kraftstoffsystembedingungen eingestellt werden, um eine Kraftstoffdampfspülung oder -leckagediagnose zu ermöglichen.
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Ein beispielhafter Ansatz zur Kraftstoffsystemsteuerung ist von Rockwell et al. in der
US 7,594,500 dargestellt. Darin ist der Kraftstofftank über ein Luftsteuermodul, das ein Dampfabsperrventil, ein Kanisterentlüftungsventil und ein Kanisterspülventil aufweist, an einen Kanister gekoppelt. Während des Auftankens und erhöhter Kraftstofftankdruckbedingungen kann das Dampfabsperrventil selektiv geöffnet werden, um Kraftstofftankdämpfe an den Kanister abzugeben. Während Spülbedingungen sind das Kanisterspülventil und das Kanisterentlüftungsventil geöffnet, damit das Einlasskrümmervakuum den Kanister spülen kann, während das Dampfabsperrventil geschlossen bleibt, um die Strömung von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank zu dem Motor zu verhindern.
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Die Erfinder haben jedoch mögliche Probleme mit solchen Systemen erkannt. Zum Beispiel muss das VBV während Spülbedingungen zum Unterstützen des Saugens von Kohlenwasserstoffen aus dem Kanister zu dem Motoreinlass und bei gleichzeitiger Reduzierung der Menge der Kraftstofftankdämpfe, die in den Motoreinlass gesogen werden, geschlossen betrieben werden und/oder ein Unterdruck muss in dem Kraftstofftank beibehalten werden. Insbesondere muss das VBV jedes Mal, wenn der Motor abgeschaltet wird (z. B. zum Betreiben des Fahrzeugs in einem Batteriemodus oder für einen Motorleerlaufstopp), oder wenn die Spülung während eines Motorlaufereignisses regelmäßig abgeschaltet wird, offen betrieben werden, damit der Kraftstofftank den Druck, der sich aus der Dampferzeugung in dem Tank entwickelt hat, in den Spülkanister ablassen kann. Bevor Spülvorgänge danach wiederaufgenommen werden können, wird das VBV geschlossen betrieben, um den Kraftstofftank zu isolieren, sodass Frischluft durch das Kanisterbett gepresst wird und die Kanisterspülung erhöht wird. Wenn die VBV nicht geschlossen würden, würde die Spülströmung Kohlenwasserstoffe aus der Kraftstofftank-Dampfkuppel durch einen Pufferbereich des Kanisters saugen (und so das Kanisterkohlenstoffbett umgehen), bis sich der Kraftstofftank bei einem Unterdruck befindet, bei dem der Weg des geringsten Widerstandes durch das Kohlenstoffbett verlaufen würde. Aufgrund der kürzeren Spülzeiten, die in Hybridfahrzeugen verfügbar sind, sind Spülvorgänge bei höheren Spülanstiegsraten (in Bezug auf entsprechende Nicht-Hybridfahrzeuge) tendenziell aggressiver. Das Saugen von Dämpfen direkt aus dem Kraftstofftank während dieser aggressiven Spülvorgänge kann wesentliche Abweichungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verursachen, die wiederum die Verbrennungsstabilität, Auspuffemissionen und das Fahrverhalten insgesamt beeinträchtigen. In einigen Ausführungsformen muss der Kraftstofftankdruck bei jedem Spülzyklus möglicherweise auf Unterdruckpegel heruntergepumpt werden, um die Spülung durch das Kanisterbett zu ermöglichen. Daher reduzieren diese zusätzlichen Schritte die sowieso schon begrenzte Zeit, die zur Spülung in Hybridfahrzeugen zur Verfügung steht, erheblich.
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In einem Beispiel können einige der oben erwähnten Probleme mindestens teilweise durch ein Verfahren für ein Kraftstoffsystem in einem Hybridfahrzeug gelöst werden, umfassend das Spülen von Kohlenwasserstoffen aus einem Kanister zu einem Motoreinlass mit einem offenen Entlüftungsventil und Spülventil und, während des Spülens, selektives Schließen des Entlüftungsventils, während das Spülventil als Reaktion darauf, dass ein Kraftstofftankdruck in dem Kraftstofftank ein Vakuum aufrechterhält, offen bleibt. Auf diese Weise kann die Abhängigkeit von einem Dampfabsperrventil zur Regelung von Kraftstofftankdrücken reduziert werden.
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Zum Beispiel kann ein Kraftstoffsystem in einem Hybridfahrzeug einen Kraftstofftank aufweisen, der mit einem Motoreinlass über einen Kanister und jeden eines Kanisterentlüftungsventils und eines Kanisterspülventils verbunden ist. Während Spülbedingungen, zum Beispiel wenn eine Kanisterladung höher als ein erster Schwellenwert ist, kann eine Motorsteuerung ein Spülventil öffnen, um ein Motoreinlassvakuum an das Kanisterkohlenstoffbett anzulegen und die gespeicherten Kohlenwasserstoffe herauszusaugen. Nach dem Öffnen des Spülventils kann das Entlüftungsventil ebenfalls geöffnet werden, damit Frischluft über das Kanisterbett strömen kann. Das Entlüftungsventil kann offen gehalten werden, bis eine gewünschte Menge des Kraftstoffsystemvakuums (z. B. Kraftstofftankvakuum) erzeugt wird. Genauer kann das Entlüftungsventil während des Spülens als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck ein Kraftstofftankvakuum erzeugt und hält, selektiv geschlossen werden. Wenn die Kanisterspülung abgeschlossen wurde, kann dann das Spülventil geschlossen werden. Bei geschlossenem Entlüftungsventil kann das Kraftstofftankvakuum im Hinblick auf Kraftstoffsystemleckagen überwacht werden. Während eines darauffolgenden Spülvorgangs kann das Spülventil geöffnet werden, bevor das Entlüftungsventil geöffnet ist, sodass das Spülen unter Kraftstofftank-Unterdruckbedingungen initiiert wird. Der Kraftstofftankunterdruck bewirkt, dass der Weg des geringsten Widerstandes für das angelegte Vakuum über das Kanisterbett erfolgt, sodass die Spülung von Kanisterkohlenwasserstoffen verbessert und das Saugen von Kraftstofftankdämpfen in den Motoreinlass reduziert wird.
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Auf diese Weise können durch die Zeitsteuerung des Schließens eines Entlüftungsventils während des Kanisterspülens basierend auf einem Kraftstofftankdruck ein Kraftstofftank und ein Dampfweg, der Kraftstofftankdämpfe an einen Motoreinlass leitet, ohne die Notwendigkeit eines Dampfabsperrventils abgedichtet werden. Durch Koordinieren des Schließens des Entlüftungsventils mit dem Schließen des Spülventils kann mindestens ein Teil des Unterdrucks in dem Kraftstoffsystem aufrechterhalten werden, sodass das Saugen von Kohlenwasserstoffen aus dem Kanister in den Einlass erhöht wird und das Saugen von Kraftstofftankdämpfen direkt in den Motoreinlass verringert wird. Auf diese Weise können Abweichungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die durch Kraftstofftankdämpfe erzeugt werden, die in den Einlass eintreten, reduziert werden. Außerdem können Spülverzögerungen, die durch die Tankdruckentlastung verursacht werden, und Dampfabsperrventilvorgänge reduziert werden. Mittels der Durchführung von Leckageerkennungsroutinen bei geschlossenem Entlüftungsventil kann das Vakuum, das in dem Kraftstoffsystem gehalten wird, vorteilhaft verwendet werden, um die Kraftstoffsystemdiagnose abzuschließen. Durch Verbessern der Abschlussfrequenz sowohl von Spül- als auch von Leckageerkennungsvorgängen kann die Emissionseinhaltung besser gewährleistet werden.
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Man wird verstehen, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten bereitzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Es sollen keine Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifiziert werden, dessen Umfang einzig und allein in den Ansprüchen definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die mögliche Nachteile, die oben oder in einem beliebigen Teil der Offenbarung erwähnt sind, beseitigen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Motors und eines zugehörigen Kraftstoffsystems;
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2 ein Flussdiagramm auf hoher Ebene, das eine Routine zum Koordinieren der Kraftstofftank-Vakuumerzeugung mit Kanisterspülvorgängen darstellt;
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3 eine beispielhafte Kraftstoffsystem-Ventileinstellung zum Kraftstoffdampfspülen und zur Kraftstofftank-Vakuumerzeugung.
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Ausführliche Beschreibung
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Verfahren und Systeme zum Erzeugen und Beibehalten mindestens eines gewissen Unterdrucks in einem Kraftstoffsystem, das an ein Hybridfahrzeug gekoppelt ist, wie dem Kraftstoffsystem aus 1, werden bereitgestellt. Eine Steuerung kann zum Ausführen einer Steuerroutine wie der beispielhaften Routine aus 2 konfiguriert sein, um das Schließen eines Kanisterentlüftungsventils vor dem Schließen eines Kanisterspülventils zu koordinieren, wenn ein Spülvorgang angehalten wird, um mindestens ein gewisses Vakuum in dem Kraftstofftank zu halten. Danach kann das Spülventil während einer anschließenden Kanisterspülung geöffnet werden, bevor das Entlüftungsventil geöffnet wird, sodass die Spülung unter Kraftstofftankvakuumbedingungen initiiert werden kann. Die Steuerung kann auch während Nicht-Spülbedingungen Leckageerkennungsprüfungen durchführen, während ein Vakuum in dem Kraftstoffsystem gehalten wird. Ein beispielhafter Kraftstoffsystembetrieb ist in 3 beschrieben. Auf diese Weise können die Spülung und Leckageerkennung während der begrenzten Spülzeit, die in Hybridfahrzeugen verfügbar ist, besser vollendet werden.
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1 stellt eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugsystems 6 dar, das Antriebskraft aus dem Motorsystem 8 und/oder einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung (nicht dargestellt) wie einem Batteriesystem gewinnen kann. Eine Energieumwandlungsvorrichtung wie ein Generator (nicht dargestellt) kann betrieben werden, um Energie aus der Fahrzeugbewegung und/oder dem Motorbetrieb zu absorbieren und danach die absorbierte Energie in eine Energieform umzuwandeln, die zur Speicherung von der Energiespeichervorrichtung geeignet ist. Das Motorsystem 8 kann einen Motor 10 mit mehreren Zylindern 30 aufweisen. Der Motor 10 weist einen Motoreinlass 23 und einen Motorauslass 25 auf. Der Motoreinlass 23 weist eine Lufteinlassdrossel 62 auf, die mit dem Motoreinlasskrümmer 44 über einen Einlasskanal 42 fluidisch gekoppelt ist. Luft kann in den Einlasskanal 42 über den Luftfilter 52 eintreten. Der Motorauslass 25 weist einen Auslasskrümmer 48 auf, der zu einem Auslasskanal 35 führt, der Abgas in die Atmosphäre ableitet. Der Motorauslass 25 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 70 aufweisen, die in einer geschlossen gekoppelten Position befestigt sind. Die eine oder die mehreren Emissionssteuervorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, Mager-Stickstoffabscheider, Dieselpartikelfilter, Oxidationskatalysator usw. einschließen. Man wird zu schätzen wissen, dass andere Komponenten in dem Motor enthalten sein können, wie verschiedene Ventile und Sensoren, wie hierin weiter erläutert werden wird.
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In einigen Ausführungsformen kann der Motor 10 ein verstärkter Motor sein, wobei der Motoreinlass eine Verstärkungsvorrichtung wie einen Turbolader aufweist. Wenn vorhanden, kann ein Turboladerverdichter zum Einsaugen von Einlassluft bei atmosphärischem Luftdruck und Verstärken davon auf einen höheren Druck konfiguriert sein. Der Turboladerverdichter kann durch die Drehung einer Abgasturbine, die an den Verdichter durch eine Welle gekoppelt ist, angetrieben werden, wobei die Turbine durch die Strömung von Abgasen gedreht wird.
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Das Motorsystem 8 ist an ein Kraftstoffsystem 18 gekoppelt. Das Kraftstoffsystem 18 weist einen Kraftstofftank 20 auf, der an eine Kraftstoffpumpe 21 und einen Kraftstoffdampfkanister 22 gekoppelt ist. Während eines Kraftstofftank-Betankungsereignisses kann Kraftstoff von einer externen Quelle durch die Betankungstür 108 in das Fahrzeug gepumpt werden. Der Kraftstofftank 20 kann mehrere Kraftstoffgemische aufnehmen, einschließlich Kraftstoff mit mehreren Alkoholkonzentrationen wie verschiedenen Benzin-Ethanol-Gemischen, einschließlich E10, E85, Benzin usw. und Kombinationen davon. Ein Kraftstofffüllstandsensor 106 in dem Kraftstofftank 20 kann der Steuerung 12 eine Anzeige des Kraftstofffüllstandes („Kraftstofffüllstandeingabe”) bereitstellen. Wie dargestellt, kann der Kraftstofffüllstandsensor 106 einen Schwimmer umfassen, der mit einem variablen Widerstand verbunden ist. Alternativ können andere Typen von Kraftstofffüllstandsensoren verwendet werden.
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Die Kraftstoffpumpe 21 ist zum Druckbeaufschlagen von Kraftstoff, der an die Einspritzdüsen des Motors 10 wie zum Beispiel die Einspritzdüse 66 abgegeben wird, konfiguriert. Wenngleich nur eine einzige Einspritzdüse 66 dargestellt ist, sind weitere Einspritzdüsen für jeden Zylinder bereitgestellt. Man wird zu schätzen wissen, dass das Kraftstoffsystem 18 ein Kraftstoffsystem mit und ohne Rückführung oder verschiedene andere Kraftstoffsystemtypen sein kann. Dämpfe, die in dem Kraftstofftank 20 erzeugt werden, können über die Leitung 31 an den Kraftstoffdampfkanister 22 geleitet werden, bevor sie an den Motoreinlass 23 gespült werden.
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Der Kraftstoffdampfkanister 22 wird mit einem geeigneten Adsorptionsmittel gefüllt, um Kraftstoffdämpfe (einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe), die während Kraftstofftank-Betankungsvorgängen erzeugt werden, sowie Tagesdämpfe vorübergehend abzuscheiden. In einem Beispiel ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle. Wenn Spülbedingungen erfüllt sind, z. B. wenn der Kanister gesättigt ist (z. B. die Kanisterladung höher als ein Schwellenwert ist), können die in dem Kraftstoffdampfkanister 22 gespeicherten Kohlenwasserstoffe an den Motoreinlass 23 gespült werden, indem das Kanisterspülventil 112 und das Kanisterentlüftungsventil 114 geöffnet werden. Wenngleich ein einziger Kanister 22 dargestellt ist, wird man zu schätzen wissen, dass das Kraftstoffsystem 18 eine beliebige Anzahl von Kanistern aufweisen kann.
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Der Kanister 22 kann einen Puffer 103 (oder Pufferregion) aufweisen, wobei sowohl der Kanister als auch der Puffer das Adsorptionsmittel umfassen. Wie dargestellt, kann das Volumen des Puffers 103 kleiner als (z. B. eine Fraktion des) Volumens des Kanisters 22 sein. Das Adsorptionsmittel in dem Puffer 103 kann das gleiche oder ein anderes sein als das Adsorptionsmittel in dem Kanister (z. B. können beide Kohle enthalten). Der Puffer 103 kann in dem Kanister 22 derart positioniert sein, dass während der Kanisterbeladung die Kraftstofftankdämpfe zuerst in dem Puffer adsorbiert werden und danach, wenn der Puffer gesättigt ist, weitere Kraftstofftankdämpfe in dem Kanister adsorbiert werden. Im Vergleich werden während einer Kanisterspülung die Kraftstoffdämpfe zuerst aus dem Kanister desorbiert (z. b. bis zu einer Schwellenmenge), bevor sie aus dem Puffer desorbiert werden. Mit anderen Worten, die Beladung und Entladung des Puffers ist mit der Beladung und Entladung des Kanisters nicht linear. Daher ist es die Aufgabe des Kanisterpuffers, Kraftstoffdampfspitzen, die aus dem Kraftstofftank zu dem Kanister strömen, zu dämpfen, sodass das Strömen von Kraftstoffdampfspitzen zu dem Motor reduziert wird.
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Der Kanister 22 weist eine Entlüftung 27 auf, um Gase aus dem Kanister 22 in die Atmosphäre abzuleiten, wenn Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 20 gespeichert oder abgeschieden werden. Die Entlüftung 27 kann auch ermöglichen, dass Frischluft in den Kraftstoffdampfkanister 22 gesogen wird, wenn die gespeicherten Kraftstoffdämpfe über die Spülleitung 28 und das Spülventil 112 zum Motoreinlass 23 gespült werden. Wenngleich dieses Beispiel die Entlüftung 27 in Verbindung mit frischer, unerwärmter Luft darstellt, können auch verschiedene Modifikationen verwendet werden. Die Entlüftung 27 kann ein Kanisterentlüftungsventil 114 aufweisen, um eine Luft- und Dampfströmung zwischen dem Kanister 22 und der Atmosphäre einzustellen. Das Kanisterentlüftungsventil kann auch für Diagnoseroutinen verwendet werden. Das Entlüftungsventil kann während Kraftstoffdampfspeichervorgängen (zum Beispiel während der Kraftstofftankbetankung und bei nicht laufendem Motor) auch geöffnet werden, sodass Luft, die aus Kraftstoffdampf gestrippt wurde, nachdem sie durch den Kanister geleitet wurde, in die Atmosphäre ausgestoßen werden kann. Gleichermaßen kann während Spülvorgängen (zum Beispiel während der Kanisterregeneration und bei laufendem Motor) das Entlüftungsventil geöffnet werden, damit ein frischer Luftstrom die in dem Kanister gespeicherten Kraftstoffdämpfe strippen kann.
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Wie hier mit Bezug auf 2 bis 3 erläutert, kann die Zeitsteuerung des Schließens eines Kanisterentlüftungsventils und eines Kanisterspülventils zum Ende eines Spülvorgangs eingestellt werden, um mindestens ein gewisses Vakuum in dem Kraftstofftank zu halten. Genauer kann das Kanisterentlüftungsventil geschlossen werden, bevor das Kanisterspülventil geschlossen wird, sodass zwischen Spülvorgängen ein Kraftstoffsystemvakuum aufrechterhalten wird. Dadurch kann ein anschließender Kanisterspülvorgang mit dem Kraftstofftank bei Unterdruck initiiert werden, sodass die Strömung durch das Kanisterbett der Weg des geringsten Widerstandes ist. Dadurch wird nicht nur die Spülung des Kanisterbettes verbessert, sondern das Saugen von Kraftstofftankdämpfen aus der Kraftstofftankdampfkuppel direkt in den Motoreinlass wird reduziert, wobei das Kanisterbett umgangen wird.
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Daher kann das Hybridfahrzeugsystem 6 reduzierte Motorbetriebszeiten aufweisen, wenn das Fahrzeug unter bestimmten Bedingungen von dem Motorsystem 8 und unter anderen Bedingungen von der Energiespeichervorrichtung angetrieben wird. Wenngleich die reduzierten Motorbetriebszeiten die Kohlenstoffdioxidemissionen insgesamt aus dem Fahrzeug reduzieren, können sie auch zu einer unzureichenden oder unvollständigen Spülung von Kraftstoffdämpfen aus dem Emissionssteuersystem des Fahrzeugs führen. In einigen Ausführungsformen kann zur Lösung dieses Problems wahlweise ein zusätzliches Dampfabsperrventil 110 (oder VBV) in der Leitung 31 zwischen dem Kraftstofftank 20 und dem Kanister 22 aufgenommen sein. In einigen Ausführungsformen kann das Dampfabsperrventil 110 ein Magnetventil sein, wobei die Betätigung des Ventils durch Einstellen eines Antriebssignals (oder eine Pulsbreite) des speziell dafür vorgesehenen Magnets geregelt ist.
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Während des regulären Motorbetriebs kann das VBV 110 geschlossen gehalten werden, um die Menge von Tagesdämpfen einzuschränken, die von dem Kraftstofftank 20 zu dem Kanister 22 geleitet werden. Während Betankungsvorgängen und ausgewählter Spülbedingungen kann das VBV geöffnet werden, um Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 20 zu dem Kanister 22 zu leiten. Durch Öffnen des Ventils während Bedingungen, unter denen der Kraftstofftankdruck höher als ein Schwellenwert ist (z. B. über einer mechanischen Druckgrenze des Kraftstofftanks, über welcher der Kraftstofftank und andere Kraftstoffsystemkomponenten eine mechanische Beschädigung erleiden können), können die Betankungsdämpfe in den Kanister abgegeben werden und der Kraftstofftankdruck kann unter Druckgrenzen aufrechterhalten werden. Wenngleich das dargestellte Beispiel das VBV 110 entlang der Leitung 31 positioniert darstellt, kann das Absperrventil in alternativen Ausführungsformen an dem Kraftstofftank 20 befestigt sein. Wenngleich das Dampfabsperrventil öffnet, um Kraftstofftanküberdruck abzulassen (z. B. öffnet, wenn der Kraftstofftankdruck höher als ein Schwellendruck und niedriger als der Luftdruck ist), kann der Kraftstofftank 20 in wieder anderen Ausführungsformen auch aus einem Material konstruiert sein, das hohen Kraftstofftankdrücken wie Kraftstofftankdrücken, die höher als der Schwellendruck und niedriger als der Luftdruck sind, strukturell standhalten.
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Ein oder mehrere Drucksensoren 120 können mit dem Kraftstofftank 20 gekoppelt sein, um einen Kraftstofftankdruck oder Vakuumpegel zu schätzen. Wenngleich das dargestellte Beispiel den Drucksensor 120 zwischen dem Kraftstofftank und dem VBV 110 entlang der Leitung 31 gekoppelt darstellt, kann der Drucksensor in alternativen Ausführungsformen mit dem Kraftstofftank 20 gekoppelt sein. In wieder anderen Ausführungsformen kann ein erster Drucksensor stromaufwärts des Dampfabsperrventils angeordnet sein, während ein zweiter Drucksensor stromabwärts des Dampfabsperrventils angeordnet ist, um eine Schätzung eines Differenzdrucks in dem Ventil bereitzustellen.
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Kraftstoffdämpfe, die beispielsweise während eines Spülvorgangs aus dem Kanister 22 entweichen, können über die Spülleitung 28 in den Motoreinlasskrümmer 44 geleitet werden. Die Strömung von Dämpfen entlang der Spülleitung 28 kann von dem Kanisterspülventil 112 geregelt werden, das zwischen dem Kraftstoffdampfkanister und dem Motoreinlass gekoppelt ist. Die Menge und die Rate der von dem Kanisterspülventil freigegebenen Dämpfe können durch den Arbeitszyklus eines zugehörigen Kanisterspülventilmagneten (nicht dargestellt) ermittelt werden. Der Arbeitszyklus des Kanisterspülventilmagneten kann durch das Antriebsstrangsteuermodul (PCM) des Fahrzeugs wie die Steuerung 12 ermittelt werden, die auf Motorbetriebsbedingungen reagiert, einschließlich zum Beispiel Motordrehzahl/-lastbedingungen, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, einer Kanisterbeladung usw. Durch Befehlen des Schließens des Kanisterspülventils kann die Steuerung das Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem von dem Motoreinlass absperren.
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Ein optionales Kanisterrückschlagventil (nicht dargestellt) kann in der Spülleitung 28 enthalten sein, um zu verhindern, dass der Einlasskrümmerdruck Gase in die entgegensetzte Richtung des Spülstroms presst. Das Rückschlagventil kann notwendig sein, wenn die Kanisterspülventilsteuerung zeitlich nicht genau eingestellt ist oder das Kanisterspülventil selbst durch einen hohen Einlasskrümmerdruck aufspringt. Eine Schätzung des Krümmerabsolutdrucks (MAP) kann von dem MAP-Sensor 118 erhalten werden, der an den Einlasskrümmer 44 gekoppelt ist und mit der Steuerung 12 verbunden ist. Als Alternative kann der MAP aus alternativen Motorbetriebsbedingungen wie dem Luftmassenstrom (MAF), der von einem MAF-Sensor (nicht dargestellt) gemessen wird, der an den Einlasskrümmer gekoppelt ist, abgeleitet werden.
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Das Kraftstoffsystem 18 kann von der Steuerung 12 durch selektives Einstellen der verschiedenen Ventile und Magnete in mehreren Modi betrieben werden. Zum Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Kraftstoffdampfspeichermodus (z. B. während eines Kraftstofftank-Betankungsvorgangs und bei nicht laufendem Motor) betrieben werden, wobei die Steuerung 12 das Dampfabsperrventil (VBV) 110 und das Kanisterentlüftungsventil (CVV) 114 öffnen kann und gleichzeitig das Kanisterspülventil (CPV) 112 schließt, um Betankungsdämpfe in den Kanister 22 zu leiten, und gleichzeitig verhindert, dass Kraftstoffdämpfe in den Einlasskrümmer geleitet werden.
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Als weiteres Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Betankungsmodus (z. B. wenn eine Kraftstofftankbetankung von einem Fahrzeugbediener angefordert wird) betrieben werden, wobei die Steuerung 12 das Dampfabsperrventil 110 und das Kanisterentlüftungsventil 114 öffnen und gleichzeitig das Kanisterspülventil 112 geschlossen halten kann, um den Druck aus dem Kraftstofftank abzulassen, bevor sie ermöglicht, das Kraftstoff dort hinein gelassen wird. Das Dampfabsperrventil 110 kann während des Betankungsvorgangs offen gehalten werden, damit Betankungsdämpfe in dem Kanister gelagert werden können. Nach Vollendung der Betankung können das Dampfabsperrventil und das Kanisterentlüftungsventil geschlossen werden.
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Als wieder anderes Beispiel kann das Kraftstoffsystem in einem Kanisterspülmodus (z. B. nachdem eine Emissionssteuervorrichtungs-Anspringtemperatur erreicht wurde und bei laufendem Motor) betrieben werden, wobei die Steuerung 12 das Kanisterspülventil 112 und das Kanisterentlüftungsventil 114 sequentiell öffnen kann, wobei das Kanisterspülventil vor dem Öffnen des Kanisterentlüftungsventils geöffnet wird. Hierin kann das Vakuum, das von dem Einlasskrümmer des laufenden Motors erzeugt wird, zum Saugen von Frischluft durch die Entlüftung 27 und durch den Kraftstoffdampfkanister 22 verwendet werden, um die gespeicherten Kraftstoffdämpfe in den Einlasskrümmer 44 zu spülen. In diesem Modus werden die gespülten Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister in dem Motor verbrannt. Die Spülung kann fortgesetzt werden, bis die gespeicherte Kraftstoffdampfmenge in dem Kanister (hierin auch als die Kanisterladung bezeichnet) unter einem Schwellenwert liegt. Während der Spülung kann die ermittelte Dampfmenge/-konzentration zum Ermitteln der Menge der Kraftstoffdämpfe verwendet werden, die in dem Kanister gespeichert sind, und danach während eines späteren Abschnitts des Spülvorgangs (wenn der Kanister ausreichen gespült oder leer ist) kann die ermittelte Dampfmenge/-konzentration zum Schätzen eines Ladungszustands des Kraftstoffdampfkanisters verwendet werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Sauerstoffsensoren (nicht dargestellt) an den Kanister 22 (z. B. stromabwärts des Kanisters) gekoppelt oder in dem Motoreinlass und/oder Motorauslass angeordnet sein, um eine Schätzung einer Kanisterladung (das heißt, einer Menge von in dem Kanister gespeicherten Kraftstoffdämpfen) bereitzustellen. Basierend auf der Kanisterladung und ferner basierend auf Motorbetriebsbedingungen wie Motordrehzahl/-lastbedingungen kann eine Spüldurchflussrate ermittelt werden.
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Die Spülung kann mit offenem Dampfabsperrventil 110 durchgeführt werden, solange in dem Kraftstofftank 20 ein Unterdruck herrscht. Wenn das Dampfabsperrventil 110 während der Spülung ohne Kraftstofftankvakuum offen gehalten wird, können Kraftstofftankdämpfe unter Umgehung des Kanisterkohlebettes (z. B. über den Kanisterpuffer anstatt des Kohlebettes) in den Motor gesogen werden, was zu Abweichungen hinsichtlich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors sowie zu einer unvollständigen Kanisterspülung führt. Zum Beibehalten und Halten mindestens eines gewissen Kraftstoffsystemvakuums nach ausreichendem Spülen des Kanisters und vor Auslösen eines Spülstopps können das Kanisterentlüftungsventil und das Kanisterspülventil sequenziell geschlossen werden, wobei das Kanisterentlüftungsventil vor dem Kanisterspülventil geschlossen wird. Durch die Zeitsteuerung des Schließens des Kanisterentlüftungsventils vor dem Schließen des Kanisterspülventils wird mindestens ein Teil des Einlasskrümmervakuums, das an den Kanister angelegt wird, in dem Kraftstofftank gehalten. Wenn also während einer anschließenden Spülroutine das Kanisterspülventil vor dem Kanisterentlüftungsventil geöffnet wird, kann die Kanisterspülung mit offenem Dampfabsperrventil und mit Unterdruck im Kraftstofftank initiiert werden.
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Man wird zu schätzen wissen, dass unter anderen Spülbedingungen, zum Beispiel wenn kein ausreichendes Kraftstofftankvakuum verfügbar ist, eine Kanisterspülung mit geschlossenem Dampfabsperrventil 110 durchgeführt werden kann, um den Kraftstofftank von dem Motoreinlasskrümmervakuum isoliert zu halten.
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Die Steuerung 12 kann auch zum unregelmäßigen Durchführen von Leckageerkennungsroutinen an dem Kraftstoffsystem 18 konfiguriert sein, um zu bestätigen, dass das Kraftstoffsystem nicht beeinträchtigt ist. An sich können Leckageerkennungsroutinen (in 2 dargestellt) bei abgeschaltetem Motor (Motor-Aus-Dichtheitsprüfung) oder bei laufendem Motor (Motor-Ein-Dichtheitsprüfung) durchgeführt werden. Dichtheitsprüfungen, die bei laufendem Motor durchgeführt werden, können das Anlegen eines Unterdrucks an das Kraftstoffsystem für eine Zeitdauer (z. B. bis ein Zielkraftstofftankvakuum erreicht ist) und danach Abdichten des Kraftstoffsystems bei gleichzeitiger Überwachung einer Veränderung des Kraftstofftankdrucks (z. B. einer Veränderungsrate hinsichtlich des Vakuumpegels oder eines Enddruckwertes) beinhalten.
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In einem Beispiel wird zur Durchführung der Dichtheitsprüfung ein Unterdruck, der an dem Motoreinlass 23 erzeugt wird, an das Kraftstoffsystem angelegt, bis ein Schwellenwert erreicht ist. Danach wird das Kraftstoffsystem von dem Motoreinlass isoliert und eine Vakuumentlüftungsrate wird überwacht. Basierend auf der Veränderungsrate in dem Kraftstoffsystemvakuum kann eine Kraftstoffsystemleckage identifiziert werden. In einem anderen Beispiel, in dem mindestens ein gewisser Unterdruck in dem Kraftstoffsystem (wie an dem Kraftstofftank) gehalten wird, bevor die Spülung angehalten wird (über das zeitgesteuerte Schließen des Kanisterentlüftungsventils), kann das Kraftstoffsystemvakuum vorteilhafterweise während Nicht-Spülbedingungen benutzt werden, um eine Kraftstoffsystemleckage zu identifizieren. Genauer kann das Kraftstofftankvakuum bzw. der Kraftstofftankdruck während Nicht-Spülbedingungen überwacht werden und eine Leckage kann basierend auf der Rate, bei der der Kraftstofftankdruck aus den Vakuumbedingungen auf Luftdruck belüftet wird, ermittelt werden. In einem Beispiel kann eine Kraftstoffsystemleckage basierend darauf ermittelt werden, dass die Veränderungsrate des Kraftstofftankdrucks größer als eine Schwellenrate ist. Hierin wird durch die Verwendung des vorhandenen Kraftstofftankvakuums zur Prüfung auf Leckagen während Nicht-Spülbedingungen die Notwendigkeit für eine zusätzliche oder speziell dafür vorgesehene Vakuumquelle zur Durchführung von Leckageerkennungsroutinen verringert. Außerdem kann durch die Durchführung der Leckageerkennung unter Verwendung des vorhandenen Kraftstoffsystemvakuums während Nicht-Spülbedingungen die Vollendung der Leckageerkennungsroutine in der begrenzten Motorlaufzeit, die bei Hybridfahrzeugen verfügbar ist, verbessert werden. Falls vorhanden, kann das Dampfabsperrventil 110 während der Leckageerkennungsroutine geschlossen gehalten werden, damit der Unterdruck des Kraftstoffsystems überwacht werden kann. Allerdings kann in Ausführungsformen, in denen eine alternative Unterdruckquelle zur Durchführung der Leckageerkennung verwendet wird, das Dampfabsperrventil geöffnet werden, damit der entsprechende Unter- oder Überdruck an den Kraftstofftank angelegt werden kann.
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Mit erneutem Bezug auf 1 kann das Fahrzeugsystem 6 ferner das Steuersystem 14 aufweisen. Das Steuersystem 14 empfängt Informationen von mehreren Sensoren 16 (verschiedene Beispiele davon sind hierin beschrieben) und sendet Steuersignale an mehrere Aktoren 81 (verschiedene Beispiele davon sind hierin beschrieben). Zum Beispiel können die Sensoren 16 einen Abgassensor 126, der stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung angeordnet ist, einen Temperatursensor 128 und einen Drucksensor 129 aufweisen. Andere Sensoren wie zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedene Stellen in dem Fahrzeugsystem 6 gekoppelt sein. Als weiteres Beispiel können die Aktoren eine Kraftstoffeinspritzdüse 66, ein Dampfabsperrventil 110, ein Spülventil 112, ein Entlüftungsventil 114 und eine Drosselklappe 62 aufweisen. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 aufweisen. Die Steuerung kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten basierend auf Befehlen oder darin programmiertem Code in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Routinen auslösen. Ein Beispiel einer Steuerroutine ist hierin in Bezug auf 2 beschrieben.
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Auf diese Weise ermöglicht das System aus 1 ein Verfahren für ein Kraftstoffsystem in einem Hybridfahrzeug, wobei Kohlenwasserstoffe aus einem Kanister zu einem Motoreinlass gespült werden, wobei ein Entlüftungsventil und ein Spülventil offen sind und das Entlüftungsventil während der Spülung als Reaktion auf einen Kraftstofftankdruck zur Beibehaltung eines Vakuums in dem Kraftstofftank selektiv geschlossen wird, während das Spülventil offen bleibt.
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In Bezug auf 2 ist eine beispielhafte Routine 200 dargestellt, in der das Öffnen und Schließen eines Kanisterentlüftungsventils und eines Kanisterspülventils am Anfang und am Ende von Spülvorgängen derart koordiniert wird, dass mindestens ein gewisses Vakuum in einem Kraftstofftank gehalten wird, der mit einem Fahrzeugkraftstoffsystem verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist das Fahrzeug ein hybridelektrisches Fahrzeug. Durch Aufrechterhalten eines Unterdrucks an dem Kraftstofftank wird eine Spülströmung durch das Kanisterbett sowie die Kanisterspülung verbessert.
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Bei 201 können die Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Diese können zum Beispiel die Motordrehzahl, Motorlast, Umgebungsbedingungen (z. B. Umgebungstemperatur und Feuchte), den Luftdruck, Batterieladezustand, Kanisterbedingungen, Kraftstofffüllstand usw. einschließen. Bei 202 kann ermittelt werden, ob Spülbedingungen erfüllt wurden. In einem Beispiel können Spülbedingungen als erfüllt betrachtet werden, wenn die Kanisterladung (geschätzt oder abgeleitet) höher als ein Schwellenwert ist. Die Kanisterladung kann zum Beispiel auch basierend auf Druckdifferenzen in dem Kanister, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das stromabwärts des Kanisters geschätzt wird, und/oder basierend auf Kraftstoffdampfkonzentrationen geschätzt werden, die bei einem unmittelbar vorausgehenden Kanisterbeladungs- und/oder -spülvorgang ermittelt werden.
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Als Reaktion darauf, dass die Spülbedingungen erfüllt sind, beinhaltet die Routine das Öffnen eines Kanisterspülventils (bei 204) gefolgt vom Öffnen eines Entlüftungsventils (bei 206). Wahlweise beinhaltet die Routine in Ausführungsformen, in denen das Kraftstoffsystem ein Dampfabsperrventil aufweist, das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister gekoppelt ist, bei 207 das Öffnen des Dampfabsperrventils als Reaktion auf das Öffnen des Spülventils.
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Danach beinhaltet die Routine bei 208 das Spülen von Kohlenwasserstoffen aus einem Kraftstoffsystemkanister zu einem Motoreinlass mit offenem Entlüftungsventil und Spülventil (und Dampfablassventil). Genauer wird durch Öffnen des Spülventils ein Einlasskrümmervakuum (aus dem laufenden Motor) an das Kanisterbett angelegt und Kohlenwasserstoffe, die in dem Kanister gespeichert sind, werden in den Motor gesogen und darin verbrannt. Durch Öffnen des Kanisterentlüftungsventils wird gleichzeitig Frischluft durch das Kanisterbett gepresst, sodass die Effizienz der Kanisterspülung erhöht wird.
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Bei 210 kann ermittelt werden, ob die Kanisterladung (geschätzte oder abgeleitete) niedriger als ein Schwellenwert ist. Das heißt, es kann ermittelt werden, ob der Kanister ausreichend gespült wurde, sodass der Spülvorgang unterbrochen werden kann. Wenn die Kanisterladung nicht unter dem Schwellenwert liegt, kann die Routine zu 208 zurückkehren, um die Kohlenwasserstoffspülung aus dem Kanister fortzusetzen. Wenn eine ausreichende Kanisterspülung erfolgt ist dann kann bei 212 ermittelt werden, ob ein Kraftstofftankdruck geringer als ein Schwellendruck ist. Zum Beispiel kann ermittelt werden, ob ein Unterdruck in dem Kraftstofftank vorhanden ist und der Kraftstofftankvakuumpegel höher als eine Schwelle ist. Falls nicht, kann die Routine zur Spülung von Kohlenwasserstoffen aus dem Kanister mit offenem Entlüftungsventil zurückkehren, um einen Druck in dem Kraftstofftank weiter zu verringern (das heißt, ein größeres Kraftstofftankvakuum bereitzustellen).
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Wenn die Kanisterladung niedrig genug ist und ein ausreichendes Kraftstofftankvakuum vorhanden ist, beinhaltet die Routine bei 214 während der Spülung das selektive Schließen des Entlüftungsventils, während das Spülventil als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck ein Vakuum in dem Kraftstofftank aufrechterhält und hält, offen bleibt. Hierin beinhaltet das selektive Schließen des Entlüftungsventils das vollständige Schließen des Entlüftungsventils als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankdruck unter dem Schwellendruck liegt. Durch Schließen des Entlüftungsventils, während das Spülventil noch offen ist und bevor die Spülung angehalten wird, können der Kraftstofftank und der Dampfweg in dem Kraftstoffsystem abgedichtet werden und ein Vakuum kann in dem Kraftstoffsystem gehalten werden.
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Als Nächstes kann das Spülventil bei 216 nach Schließen des Entlüftungsventils geschlossen werden. Durch Schließen des Spülventils kann das Kraftstoffsystem von dem Motoreinlass abgedichtet werden und die Kanisterspülvorgänge können angehalten werden. Auf diese Weise kann die Steuerung das Entlüftungsventilgefolgt von dem Spülventil sequenziell schließen, um den Spülvorgang anzuhalten. Wahlweise beinhaltet die Routine in Ausführungsformen, in denen das Kraftstoffsystem ein Dampfabsperrventil aufweist, das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister gekoppelt ist, bei 217 ferner das Schließen des Dampfabsperrventils als Reaktion auf das Schließen des Entlüftungsventils. Wenngleich das obige Beispiel das Schließen des Spülventils nach einer Zeitdauer seit dem Schließen des Entlüftungsventils nahelegt, kann die Steuerung in einem alternativen Beispiel das Entlüftungsventil als Reaktion darauf, dass die Kanisterladung unter einen ersten Schwellenwert fällt, bei gleichzeitigem Offenhalten des Spülventils zum Halten eines Vakuums in dem Kraftstofftank schließen. Danach kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Kanisterladung unter einen zweiten Schwellenwert fällt, der niedriger als der erste Schwellenwert ist, das Spülventil schließen.
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Die Steuerung kann dann das Entlüftungsventil und das Spülventil geschlossen halten, bis danach die Spülbedingungen erfüllt sind. Genauer beinhaltet die Routine bei 218 das vollständige Geschlossenhalten des Entlüftungsventils, Spülventils und des Dampfabsperrventils, bis die Kanisterladung höher als der Schwellenwert (z. B. der erste Schwellenwert) ist.
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Wenn danach die Kanisterladung höher als die Schwellenladung ist, können Spülbedingungen erneut bestätigt werden und die Routine kann zu 202 zurückkehren und sequentiell das Spülventil und danach das Entlüftungsventil öffnen.
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Wenn die Spülbedingungen bei 202 nicht erfüllt sind und/oder während das Entlüftungsventil bei 218 geschlossen gehalten wird, kann die Steuerung zu 219 weitergehen, um zu ermitteln, ob Leckageerkennungsbedingungen erfüllt sind. In einem Beispiel können die Leckageerkennungsbedingungen erfüllt sein, wenn ein ausreichender Zeitraum seit einer letzten Leckageerkennungsroutine vergangen ist. Nach Bestätigen von Leckageerkennungsbedingungen bei Geschlossenhalten der Ventile (zum Halten eines Vakuums in dem Kraftstoffsystem) kann die Steuerung eine Kraftstoffsystemleckage basierend auf einer Veränderung des Kraftstofftankdrucks erkennen und anzeigen. Genauer kann die Steuerung bei 220 Veränderungen hinsichtlich des Kraftstoffsystemvakuums überwachen, um eine Kraftstoffsystemleckage zu erkennen, und eine Kraftstoffsystembeeinträchtigung basierend auf einer Veränderungsrate des Kraftstofftankvakuums ermitteln. Zum Beispiel kann die Steuerung eine Kraftstoffsystemleckage basierend darauf, dass eine Veränderungsrate des Kraftstofftankdrucks (z. B. der Belüftungsrate im Kraftstofftankvakuum auf Luftdruck) schneller als eine Schwellenrate ist, anzeigen. Außerdem kann die Steuerung eine Größe der Leckage basierend auf der Veränderungsrate des Kraftstofftankdrucks (z. B. basierend auf der Differenz zwischen der Veränderungsrate des Kraftstofftankdrucks und der Schwellenrate) schätzen.
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Wenn also ein Kraftstoffsystemkanister ausreichend gespült wurde und bevor die Spülvorgänge angehalten werden, kann das Schließen eines Entlüftungsventils derart zeitgesteuert werden, dass es vor dem Schließen eines Spülventils erfolgt, um so einen Unterdruck in dem Kraftstofftank zu erzeugen und zu halten. Durch Abdichten des Kraftstofftanks sowie des Dampfweges, der die Kraftstofftankdämpfe durch das Schließen des Entlüftungsventils zu dem Motoreinlass führt, wird die Abhängigkeit von einem Dampfabsperrventil zur Isolierung des Kraftstofftanks verringert. Durch Ausführen einer Leckageerkennungsroutine durch Halten eines Vakuums in dem Kraftstofftank während Nicht-Spülbedingungen können sowohl eine Leckageerkennungsroutine als auch eine Kanisterspülung durchgeführt werden.
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In Bezug auf 3 ist eine beispielhafte Kraftstoffsystemeinstellung dargestellt. Insbesondere zeigt das Schaubild 300, wie die Zeitsteuerung des Öffnens und Schließens eines Kanisterentlüftungsventils mit der Zeitsteuerung des Öffnens und Schließens eines Kanisterspülventils während Spülbedingungen koordiniert werden kann, um in dem Kraftstoffsystem ein Vakuum zu halten. Das in dem Kraftstoffsystem gehaltene Vakuum kann dann vorteilhaft während Nicht-Spülbedingungen benutzt werden, um nach Kraftstoffsystemleckagen zu suchen. Das Schaubild 300 stellt Veränderungen hinsichtlich einer Kanisterladung bei Darstellung 302, Vorgänge des Kanisterspülventils (CPV) bei Darstellung 304, die Vorgänge des Kanisterentlüftungsventils (CVV) bei Darstellung 306, Veränderung des Kraftstofftank(FT)-Vakuumpegels bei Darstellung 308 und Leckageerkennungsvorgänge bei Darstellung 310 dar.
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Vor t1 kann der Motor in einem Kraftstoffdampfspeichermodus (das heißt, einer Nicht-Spülbedingung) betrieben werden, wobei sowohl das Kanisterentlüftungsventil als auch das Spülventil geschlossen ist, um Kraftstofftankdämpfe zu speichern. Die gespeicherten Dämpfe können zum Beispiel Tagesdämpfe und Kraftstofftank-Betankungsdämpfe einschließen. Bei t1 kann die Kanisterladung (Darstellung 302) als höher als ein erster Schwellenwert 301 bestimmt werden. Als Reaktion darauf, dass die Kanisterladung über dem ersten Schwellenwert liegt, können Spülbedingungen bestätigt werden, und bei laufendem Motor kann eine Steuerung das Kanisterspülventil (CPV, Darstellung 304) gefolgt von dem Kanisterentlüftungsventil (CVV, Darstellung 306) öffnen, um Kohlenwasserstoffe, die in dem Kanister gespeichert sind, zu einem Motoreinlass zu spülen. Hierin kann das Motoreinlassvakuum, das von dem sich drehenden Motor erzeugt wird, zum Saugen von Kraftstoffdämpfen aus dem Kanister in den Einlass benutzt werden. Aufgrund der Gegenwart mindestens eines gewissen Kraftstofftankvakuums zum Zeitpunkt des Spülbeginns (siehe Darstellung 308) kann ein gegebenenfalls vorhandenes Dampfabsperrventil während der Spülung offen gelassen werden, ohne dass das Einlassvakuum Kraftstofftankdämpfe direkt in den Motoreinlass saugt.
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Zwischen t1 und t2 kann die Kanisterspülung mit offen gehaltenem Kanisterentlüftungsventil (Darstellung 306) und Spülventil (Darstellung 304) sowie einem gegebenenfalls vorhandenen Dampfabsperrventil fortgesetzt werden und eine Kanisterladung (Darstellung 302) kann anfangen, abzufallen. Außerdem kann ein Kraftstofftank-Vakuumpegel schrittweise erhöht werden (Darstellung 308). Bei t2 kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass eine Kanisterladung unter den ersten Schwellenwert 301 fällt, das Kanisterentlüftungsventil (Darstellung 306) schließen und gleichzeitig das Spülventil (Darstellung 304) offen halten, um ein Vakuum in dem Kraftstofftank (Darstellung 308) zu halten. Da jedoch das Spülventil offen ist, kann die Kanisterladung weiter abfallen. Danach kann bei t3 die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Kanisterladung unter einen zweiten Schwellenwert 303 fällt, wobei der zweite Schwellenwert niedriger als der erste Schwellenwert 301 ist, das Spülventil (Darstellung 304) schließen. In alternativen Ausführungsformen kann die Steuerung das Spülventil nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Schließen des Entlüftungsventils schließen. Wie hierin dargelegt, beinhaltet das Schließen des Entlüftungsventils das vollständige Schließen des Entlüftungsventils und das Schließen des Spülventils beinhaltet das vollständige Schließen des Spülventils. In Ausführungsformen, in denen das Kraftstoffsystem ferner ein Dampfabsperrventil aufweist, das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister gekoppelt ist, kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass eine Kanisterladung über dem ersten Schwellenwert liegt, das Dampfabsperrventil nach Öffnen des Spülventils öffnen. Im Vergleich dazu kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Kanisterladung unter den ersten Schwellenwert fällt, das Dampfabsperrventil nach Schließen des Entlüftungsventils schließen.
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Nach dem Schließen der Ventile kann das Kraftstofftankvakuum gehalten und aufrechterhalten werden. Die Steuerung kann dann das Entlüftungsventil und das Spülventil geschlossen halten, bis bei t6 die Spülbedingungen erfüllt sind. Bei t6 kann die Steuerung nachdem die Spülbedingungen erneut erfüllt sind, das Spülventil gefolgt von dem Entlüftungsventil noch einmal sequentiell öffnen, um den Spülbeginn mit mindestens einem gewissen Kraftstofftankvakuum zu ermöglichen.
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Zwischen t3 und t6 kann die Steuerung bei Geschlossenhalten des Spülventils und des Entlüftungsventils eine Leckageerkennungsroutine (Darstellung (310) ausführen, wobei eine Kraftstoffsystembeeinträchtigung basierend auf einer Veränderungsrate in dem Kraftstoffstankvakuum angezeigt wird. In dem dargestellten Beispiel wird die Leckageerkennungsroutine bei t4 initiiert und bei t5 beendet. Die Anzeige einer Kraftstoffsystembeeinträchtigung kann zum Beispiel das Anzeigen einer Kraftstoffsystembeeinträchtigung basierend darauf, dass eine Belüftungsrate des Kraftstofftankvakuums auf Luftdruck schneller als eine Schwellenrate ist, einschließen. In dem dargestellten Beispiel wird die Abfallsrate hinsichtlich des Kraftstofftankvakuums zwischen t4 und t5 (durch die Neigung von Darstellung 308 zwischen t4 und t5 bestimmt) auf unter einen Schwellenwert festgelegt, der keine Kraftstoffsystemleckage oder -beeinträchtigung anzeigt.
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In einem Beispiel umfasst ein Fahrzeugkraftstoffsystem einen Motor, der einen Einlass und einen Kraftstoffstank aufweist, der mit dem Motoreinlass über einen Kanister, ein Entlüftungsventil und ein Spülventil gekoppelt ist. Ein Drucksensor kann mit dem Kraftstofftank zum Schätzen eines Kraftstofftankvakuums gekoppelt sein. Das Fahrzeugsystem kann ein Steuersystem oder eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zum Öffnen des Spülventils, wenn Spülbedingungen erfüllt sind, gefolgt von dem Entlüftungsventil zum Spülen von Kanisterkohlenwasserstoffen zu dem Motoreinlass, während ein Vakuum in den Kraftstofftank gesogen wird, und während der Spülung zum selektiven Schließen des Entlüftungsventils als Reaktion darauf, dass der Kraftstofftankvakuum höher als ein Schwellenwert ist, um ein Vakuum in dem Kraftstofftank zu halten, aufweisen. Die Steuerung kann ferner nach dem selektiven Schließen des Entlüftungsventils das Spülventil als Reaktion darauf, dass eine Kanisterladung unter einem Schwellenwert liegt, selektiv schließen. Die Steuerung kann dann das Entlüftungsventil und das Spülventil geschlossen halten, bis die Spülbedingungen wieder erfüllt sind.
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Während des Geschlossenhaltens des Entlüftungsventils und des Spülventils kann die Steuerung auch eine Veränderungsrate des Kraftstofftankvakuums überwachen. Die Steuerung kann dann eine Kraftstoffsystembeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass die Veränderungsrate des Kraftstofftankvakuums höher als eine Schwellenrate ist, anzeigen. In einigen Ausführungsformen weist das Kraftstoffsystem ferner ein Dampfabsperrventil auf, das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kanister gekoppelt ist. In diesen Ausführungsformen kann die Steuerung ferner Anweisungen zum öffnen des Dampfabsperrventils nach dem öffnen des Spülventils und des Entlüftungsventils, wenn Spülbedingungen erfüllt sind, und Schließen des Dampfabsperrventils nach dem Schließen des Spülventils und des Entlüftungsventils, wenn die Kanisterladung unter dem Schwellenwert liegt, beinhalten.
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Auf diese Weise kann durch Koordinieren des Schließens eines Kanisterentlüftungsventils mit dem Schließen eines Kanisterspülventils während der Beendigung der Kanisterspülung basierend auf einem Kraftstofftankdruck ein Unterdruck in dem Kraftstofftank gehalten werden, ohne dass eine speziell dafür vorgesehene Vakuumpumpe erforderlich ist. Durch Abdichten des Kraftstofftanks und des Dampfweges, der Kraftstofftankdämpfe durch die Entlüftungsventilschließung an den Motoreinlass leitet, kann auch die Notwendigkeit für ein speziell dafür vorgesehenes Dampfabsperrventil verringert werden. Durch Beibehalten mindestens eines gewissen Unterdrucks in dem Kraftstoffsystem zu Beginn eines Kanisterspülvorgangs kann das Saugen von Kohlenwasserstoffen aus dem Kanister in den Einlass erhöht und gleichzeitig das direkte Saugen von Kraftstofftankdämpfen in den Motoreinlass verringert werden. Durch die Verwendung des verfügbaren Kraftstoffsystemvakuums zur Identifizierung von Kraftstoffsystemleckagen kann eine Leckageerkennungsroutine durchgeführt werden, ohne dass eine speziell dafür vorgesehene Vakuumquelle erforderlich ist. Durch Reduzieren von Spülverzögerungen und einer verbesserten Kanisterspülung in der begrenzten Motorlaufzeit, die in Hybridfahrzeugen verfügbar ist, können die Motorleistung und Abgasemission verbessert werden.
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Wie ein Durchschnittsfachmann zu schätzen weiß, können die hierin beschriebenen Routinen eine oder mehrere Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. An sich können die verschiedenen Schritte oder Funktionen in der beschriebenen Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung für die Erfüllung der hierin beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile nicht unbedingt ausschlaggebend, sondern wird zwecks einer besseren Erläuterung und Beschreibung angegeben. Wenngleich nicht ausdrücklich dargestellt, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, je nach der bestimmten und jeweils verwendeten Strategie.
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Hiermit ist die Beschreibung abgeschlossen. Der Fachmann kann durch Lesen davon viele Änderungen und Modifikationen erkennen, die von dem Geist und den Schutzumfang der Beschreibung jedoch nicht abweichen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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