用于燃料蒸气控制的方法和系统 【技术领域】
本申请涉及混合动力车辆中的燃料蒸气抽取。背景技术 混合动力车辆， 例如插入式混合动力车辆， 可以具有两种运行模式 ： 发动机关闭模 式和发动机开启模式。 在发动机关闭模式期间， 使车辆运行的动力可由储存的电能供应。 在 发动机开启模式期间， 车辆可以用发动机动力运行。通过在电动力源与发动机动力源之间 切换， 发动机运行时间可以被减少， 由此减少来自车辆的总的碳排放物。然而， 较短的发动 机运行时间可能导致不充分抽取来自车辆排放控制系统的燃料蒸气。另外， 燃料补给和排 放控制系统泄漏检测操作取决于发动机运行期间产生的压力和真空， 该操作还可能受到混 合动力车辆中较短的发动机运行时间的影响。
已经开发了各种策略以处理混合动力车辆系统中的燃料蒸气控制和管理。 示例性 方法包括通过在燃料箱与燃料蒸气保持罐 (fuel vapor retaining canister) 之间增加燃 料箱隔离阀 (FTIV) 和在补给燃料事件期间允许补给燃料蒸气到该罐而使燃料补给蒸气的 储存与每日蒸气的储存隔开， 以及发动机开启抽取方法。每日的蒸气与燃料补给蒸气的分 离允许在燃料箱中产生压力， 同时应用替换的真空源允许在罐中产生真空。
Ito 等人在美国专利 US6,557,401 中示出了用于燃料蒸气管理的一个示例性方 法。其中， 燃料蒸气回收系统组件的泄漏检测在两个阶段中执行。首先， 燃料箱被密封， 并 且燃料箱压力随时间的变化被测量。接下来， 真空被施加到罐。基于燃料箱压力和罐压力 随时间的变化而确定泄漏的存在。
Takagi 等人在美国专利 US6,761,154 中示出了另一个示例性方法。其中， 泄漏检 测通过如下方式被执行 ： 操作泵以施加真空到碳罐， 之后监测罐压力随时间的变化。之后， 布置在燃料箱与碳罐之间的阀被打开以施加真空到燃料箱， 之后监测燃料箱压力随时间的 变化。可以基于罐压力和燃料箱压力随时间的变化而确定泄漏的存在。
然而， 发明人在本文中已经意识到这些方法具有的潜在问题。作为一个示例， 这 些方法不能处理由于稀少且不规则的发动机运行而造成的混合动力车辆系统中压力和真 空积聚的瞬变性质。例如， 混合动力车辆中较短持续时间的发动机运行可能导致在发动机 开启模式期间产生更少量的真空， 使得燃料箱中可能存在不足真空用于随后的泄漏检测操 作。因此， 可能没有足够的压力和 / 或真空用于检测燃料箱和碳罐中的泄漏。由于在以上 方法中燃料箱中的泄漏检测依赖碳罐中的泄漏检测， 所以不足的压力和 / 或真空可能导致 不完全的燃料蒸气回收系统泄漏检测。而且， 操作外部专用泵以产生用于泄漏检测的真空 和 / 或压力可能增加系统成本和动力消耗。
发明内容
以上问题可以至少部分地通过监测连接到发动机进气口的车辆燃料蒸气回收系 统的方法来解决， 所述燃料蒸气回收系统包括经由燃料箱隔离阀连接到罐的燃料箱、 经由罐抽取阀连接到发动机进气口的罐， 该罐还经由真空积聚器阀连接到真空积聚器。该方法 可以包括， 在第一状态下， 在施加压力到罐上之前施加压力到燃料箱上 ； 并且在第二状态 下， 在施加压力到燃料箱上之前施加压力到罐上 ； 以及在第一或第二状态下， 基于在施加压 力时燃料蒸气回收系统压力值的变化指示退化 (degradation)。
在一个示例中， 用于混合动力车辆的燃料蒸气回收系统可以包括经由燃料箱隔离 阀 (FTIV) 连接到燃料蒸气保持装置 ( 例如碳罐 ) 的燃料箱。该罐可以经由罐抽取阀 (CPV) 连接到发动机进气口。 该罐还可以经由真空积聚器阀 (VAV) 连接到真空积聚器。 这样， 在车 辆运行期间 FTIV 可以被保持在关闭状态， 并且在补给燃料和每日蒸气抽取状态期间 FTIV 可以被有选择地打开。通过保持 FTIV 关闭， 燃料蒸气回路可以被分成罐侧和燃料箱侧。燃 料补给蒸气可以被保持在回路的罐侧上的罐中， 而每日的蒸气可以被保持在回路的燃料箱 侧上的燃料箱中。
第一压力传感器可以被连接到燃料箱以估计回路的燃料箱侧的压力， 而第二压力 传感器可以被连接到罐以估计回路的罐侧的压力。基于来自各种传感器 ( 例如压力传感 器 ) 的输入， 并且进一步基于车辆工况， 控制器可以调节各种致动器， 例如 VAV、 CPV、 FTIV 和 罐排气阀 (CVV)， 以使燃料箱补给燃料、 抽取储存的燃料蒸气和燃料蒸气回收系统中的泄漏 检测成为可能。 在一个示例中， 在泄漏检测期间， 监测燃料蒸气回收系统的组件的顺序可以基于 可用于碳罐或燃料箱中的泄漏检测的压力量和 / 或真空量来调节。例如， 如果充足的压力 和 / 或真空不可用于燃料箱中的泄漏检测， 则来自真空积聚器的真空可通过打开 VAV 而被 施加到碳罐。在这种情况下， 首先碳罐可以被核查泄漏， 然后 FTIV 的操作可以被监测， 并且 之后燃料箱可被测试泄漏。相比之下， 当燃料箱具有充分的压力和 / 或真空用于泄漏检测 时， 则泄漏检测的顺序可以改变， 其中首先燃料箱可以被测试泄漏， 之后 FTIV 的操作可以 被确定， 并且最后碳罐可以被核查泄漏。
在一个示例中， 泄漏检测可能涉及监测燃料箱压力和 / 或碳罐压力随时间的变 化。例如， 可以基于施加真空 / 压力期间的压力变化率或基于施加真空 / 压力之前和之后 的差别来识别泄漏。在另一个示例中， 泄漏检测可以基于燃料箱中温度和压力的变化。
在一个示例中， 指示退化包括， 在第二状态下， 响应于罐压力的变化率小于阈值来 指示燃料箱隔离阀退化， 并且响应于当施加压力时燃料箱压力的变化率大于阈值来指示燃 料补给阀退化。
以此方式， 通过基于真空和 / 或压力的可用性来调节在燃料蒸气回收系统组件上 施加真空和 / 或压力的顺序， 则即使当混合动力车辆中发动机开启运行的持续时间变化 时， 也可以在系统的所有组件上执行泄漏检测。另外， 基于可用的压力量和 / 或真空量， 组 件的泄漏检测可以相互分离。通过将第一组件 ( 例如燃料箱 ) 的泄漏检测与第二组件 ( 例 如罐 ) 的泄漏检测分离， 更稳健的泄漏检测程序是可能的。
根据另一个方面， 提供用于监测通过车辆燃料蒸气回收系统的燃料蒸气流和 / 或 空气流的方法。车辆燃料蒸气回收系统包括带有在车辆外部车身上的燃料补给阀的燃料 箱， 燃料箱连接到罐和发动机， 罐连接到发动机进气口并且还连接到真空积聚器， 发动机连 接到电池并且有选择地响应于电池电荷状态降到阈值以下而运行。该方法包括， 在第一发 动机关闭状态期间， 当燃料箱绝对压力大于阈值时， 在施加压力到罐上之前施加压力到燃
料箱上 ； 在第二发动机关闭状态期间， 当燃料箱绝对压力低于阈值时， 当在施加压力到燃料 箱上之前施加压力到到罐上时监测燃料箱和罐压力的变化 ； 以及在第一发动机关闭状态或 第二发动机关闭状态期间， 基于监测的燃料箱和罐压力的变化指示退化。
在一个实施例中， 罐通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 并且通过燃料箱隔离阀 进一步连接到燃料箱， 并且其中在施加压力期间， 燃料箱隔离阀被打开而罐抽取阀被关闭。
在另一个实施例中， 罐通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 并且通过燃料箱隔离 阀进一步连接到燃料箱， 并且其中在施加压力期间， 燃料箱隔离阀被打开而罐抽取阀被关 闭， 其中施加压力包括施加正压或真空。
在另一个实施例中， 罐通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 并且通过燃料箱隔离 阀进一步连接到燃料箱， 并且其中在施加压力期间， 燃料箱隔离阀被打开而罐抽取阀被关 闭， 其中施加压力包括施加正压或真空， 并且施加真空包括施加来自真空积聚器的真空。
在另一个实施例中， 罐通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 并且通过燃料箱隔离 阀进一步连接到燃料箱， 并且其中在施加压力期间， 燃料箱隔离阀被打开而罐抽取阀被关 闭， 其中指示退化包括， 在第一发动机关闭状态或第二发动机关闭状态下， 响应于监测的燃 料箱压力或监测的罐压力随时间的变化大于阈值来指示燃料箱隔离阀退化， 并且响应于监 测的罐压力随时间的变化大于阈值来指示抽取阀退化。
在另一个实施例中， 罐通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 并且通过燃料箱隔离 阀进一步连接到燃料箱， 并且其中在施加压力期间， 燃料箱隔离阀被打开而罐抽取阀被关 闭， 其中指示退化包括， 在第一发动机关闭状态或第二发动机关闭状态下， 响应于在第一状 态下监测的燃料箱压力的变化率或在第二发动机关闭状态下监测的罐压力的变化率小于 阈值， 指示燃料箱隔离阀退化。
在另一个实施例中， 真空积聚器包括文氏管， 真空积聚器被配置成在车辆发动机 开启运行模式和车辆发动机关闭运行模式期间积聚真空。
根据另一个方面， 车辆系统包括电池 ； 包括发动机进气口的发动机， 发动机响应于 电池电荷状态降到阈值以下而有选择地启动 ； 燃料箱， 其通过燃料箱隔离阀连接到罐 ； 被 配置成储存燃料蒸气的罐， 其通过罐抽取阀连接到发动机进气口， 该罐通过真空积聚器阀 进一步连接到真空积聚器 ； 第一压力传感器， 其连接到燃料箱以估计燃料箱压力 ； 第二压 力传感器， 其连接到罐以估计罐压力 ； 以及带有计算机可读指令的控制系统， 其用于在燃料 箱隔离阀打开并且罐抽取阀关闭的发动机关闭运行模式期间， 当燃料箱压力的绝对值在阈 值以上时首先施加压力到燃料箱上并且之后施加压力到罐上， 并且当燃料箱压力的绝对值 在阈值以下时首先施加压力到罐上并且之后施加压力到燃料箱上 ； 基于施加压力之后燃料 箱压力和罐压力的变化， 指示燃料箱隔离阀和 / 或罐抽取阀退化。
在一个实施例中， 施加真空包括当发动机真空在阈值以下时打开真空积聚器阀以 施加来自真空积聚器的真空。
在另一个实施例中， 指示包括， 响应于燃料箱压力随时间的变化大于阈值而指示 燃料箱隔离阀退化， 并响应于罐压力随时间的变化大于阈值而指示罐抽取阀退化。
应该理解的是， 提供以上概述以简化的形式介绍在随后的具体实施方式中进一步 描述的概念选集。这并不意味着指定要求保护的主题的关键特征或必要特征， 要求保护主 题的范围通过随附于说明书的权利要求唯一限定。此外， 要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。 附图说明
图 1 示出混合动力车辆的原理图 ； 图 2 示出图 1 的燃料系统和燃料蒸气回收系统的示例性实施例 ； 图 3 示出用于操作图 2 的燃料蒸气回收系统的高级流程图 ； 图 4 示出用于在补给燃料事件期间操作燃料蒸气回收系统的高级流程图 ； 图 5 示出用于在抽取事件期间操作燃料蒸气回收系统的高级流程图 ； 图 6- 图 8 示出用于在图 2 的燃料蒸气回收系统上执行泄漏检测操作的高级流程图； 图 9- 图 11 示出描述在泄漏检测操作期间可能出现的示例性燃料箱和 / 或罐压力 的图 ； 以及
图 12 示出描述在泄漏检测操作期间可能出现的燃料箱温度的示例性变化的图。
具体实施方式 以下描述涉及用于诸如图 1 的车辆系统的混合动力车辆的燃料蒸气回收系统和 监测通过燃料蒸气回收系统的燃料蒸气流和 / 或空气流的方法。如图 2 中所示， 燃料蒸气 回收系统可以包括燃料箱， 燃料箱通过燃料箱隔离阀 (FTIV) 与罐隔离， 该罐通过罐抽取阀 (CPV) 进一步连接到发动机进气口。以此方式， 燃料补给蒸气可以被储存在罐中， 而每日的 蒸气被保持在燃料箱中， 将燃料蒸气回路分成罐侧和燃料箱侧。真空积聚器可以被包括在 燃料蒸气回收系统中以向罐提供真空源。 真空积聚器可以被配置成在发动机开启状态和发 动机关闭状态期间例如从发动机和 / 或从制动增压泵产生并储存真空。控制器可以接收来 自包括压力、 温度、 燃料水平和燃料补给门位置传感器的各种传感器的信号， 并且通过在车 辆运行期间执行各种程序 ( 诸如补给燃料、 燃料蒸气抽取和泄漏检测 )， 如图 3- 图 8 所示， 相应地调节致动器， 致动器包括燃料蒸气回收系统的各种阀。如由燃料蒸气回收系统中的 各种传感器检测的， 系统压力和温度的示例性变化在图 9- 图 12 的图中描述。通过应用相 互关联的策略， 发动机开启和发动机关闭车辆运行、 补给燃料、 燃料蒸气抽取和泄漏检测操 作可以被更好地协调， 由此改善混合动力车辆中的燃料蒸气管理。
参考图 1， 该图图示描述带有混合动力推进系统 10 的车辆。混合动力推进系统 10 包括连接到变速器 16 的内燃发动机 20。变速器 16 可以是手动变速器、 自动变速器或其组 合。此外， 可以包括各种额外的组件， 例如液力变矩器和 / 或例如终传动单元等的其它齿 轮。变速器 16 被示为连接到可以接触路面的驱动轮 14。
在这个示例性实施例中， 混合动力推进系统还包括能量转换装置 18， 能量转换装 置 18 可以包括马达、 发电机 (generator)、 其它包含物以及其组合。能量转换装置 18 还被 示为连接到储能装置 22， 储能装置 22 可以包括电池、 电容器、 飞轮、 压力容器等。能量转换 装置可以被操作以吸收来自车辆运动和 / 或发动机的能量， 并将吸收的能量转换成适合于 储能装置储存的能量形式 ( 换言之， 提供发电机运行 )。能量转换装置还可以被操作以供 应输出 ( 动力、 功、 扭矩、 速度等 ) 到驱动轮 14 和 / 或发动机 20( 换言之， 提供马达运行 )。 应该意识到， 在一些实施例中， 能量转换装置可以包括马达、 发电机或马达和发电机两者、
用于在储能装置与车辆驱动轮和 / 或发动机之间提供合适的能量转换的各种其他组件。
所描述的发动机 20、 能量转换装置 18、 变速器 16 和驱动轮 14 之间的连接可以指 示机械能从一个组件到另一个组件的机械能传递， 而能量转换装置 18 与储能装置 22 之间 的连接可以指示各种能量形式 ( 例如电能、 机械能等 ) 的传递。例如， 扭矩可以经由变速器 16 从发动机 20 传递以驱动车辆驱动轮 14。如上所述， 储能装置 22 可以被配置成以发电 机模式和 / 或马达模式运行。在发电机模式中， 系统 10 可以从发动机 20 和 / 或变速器 16 吸收一些或所有输出， 这可以减少传递到驱动轮 14 的驱动输出量或减少从制动系统 30 到 驱动轮 14 的制动转矩量， 制动系统 30 包括制动增压器 34 和制动增压泵 32。例如， 这些操 作可以被采用以通过再生制动 (regenerative braking)、 提高的发动机效率等实现效率提 升。此外， 能量转换装置接收的输出可以被用来控制储能装置 22。可替换地， 储能装置 22 可以从外部能量源 24 例如到主电源的插座接收电荷。在马达模式中， 能量转换装置可以例 如通过使用储存在电池中的电能供应机械输出到发动机 20 和 / 或变速器 16。
混合动力推进系统的实施例可以包括完整的混合动力系统， 其中车辆能够仅运转 于发动机、 仅运转于能量转换装置 ( 如， 马达 ) 或运转于两者的组合上。还可以采用辅助的 或轻度混合动力结构， 其中发动机是主要的扭矩源， 混合动力推进系统用以例如在踩加速 器踏板或其他状态期间选择性地传递增加的扭矩。此外， 还可以使用起动机 / 发电机和 / 或智能交流发电机系统。 综上所述， 应该理解的是， 示例性混合动力推进系统能够有各种运行模式。例如， 在第一模式， 发动机 20 被打开并用作给驱动轮 14 提供动力的扭矩源。在这种情况下， 车辆 在 “发动机开启” 模式中运行并且燃料从燃料系统 100( 在图 2 中进一步详细描述 ) 被供应 到发动机 20。 燃料系统 100 包括燃料蒸气回收系统 110 以储存燃料蒸气并减少来自混合动 力车辆推进系统 10 的排放物。
在另一个模式中， 推进系统可以用能量转换装置 18( 如电动马达 ) 运行为推动车 辆的扭矩源。在交通灯处停止时制动、 低速等期间可以采用这种 “发动机关闭” 运行模式。 还在可以被称为 “辅助” 模式的另一种模式中， 替换的扭矩源可以补充由发动机 20 提供的 扭矩并与之合作来起作用。如上面所指示的， 能量转换装置 18 还可以在发电机模式中运 行， 其中从发动机 20 和 / 或变速器 16 吸收扭矩。 此外， 能量转换装置 18 可以用以在发动机 20 在不同燃烧模式之间转换的期间 ( 如， 在火花点火模式与压缩点火模式之间转换期间 ) 增加或吸收扭矩。
以上参考图 1 描述的各种组件可以被车辆控制系统 40 控制， 车辆控制系统 40 包 括带有计算机可读指令的控制器 12， 计算机可读指令用来实施调节车辆系统、 多个传感器 42 和多个致动器 44 的程序和子程序。在燃料系统 100 的描述中， 多个传感器 42 和多个致 动器 44 的选择示例在下面进一步详细地描述。
图 2 示出图 1 的燃料系统 100 和燃料蒸气回收系统 110 的示例性实施例 200。连 接到燃料系统 100 的发动机 20 可以包括多个汽缸 ( 未示出 )。发动机 20 通过进气歧管 60 接收进气， 进气歧管 60 可通向将排气引导到大气 ( 如箭头所示 ) 的排气道 ( 未示出 )。将 意识到， 发动机进气歧管和排气歧管可以额外地连接到排放控制装置和 / 或增压装置。
燃料系统 100 可以包括燃料箱 120， 燃料箱 120 连接到用于将传递到发动机 20 的 喷射器 ( 未示出 ) 的燃料增压的燃料泵系统。将意识到， 燃料系统 100 可以是无回流燃料
系统、 回流燃料系统或各种其他类型的燃料系统。燃料系统 100 中产生的蒸气在经由第二 管道抽取管路 118 被抽到进气歧管 60 之前， 可以经由第一管道蒸气管路 112 被送到燃料蒸 气回收系统 110。
燃料箱 120 可以容纳多种混合燃料， 包括具有一系列酒精浓度的燃料， 例如包括 E10、 E85、 汽油等的各种汽油 - 乙醇的混合物以及其组合。如图 2 所述， 燃料箱 120 包括燃 料水平面传感器 122， 燃料水平面传感器 122 可以包括连接到可变电阻器的浮子。可替换 地， 可以使用其他类型的燃料水平面传感器。燃料水平面传感器 122 发送燃料水平面输入 信号到控制器 12。
燃料箱 120 还包括燃料补给管路 116， 燃料补给管路 116 是燃料补给门 126 与燃 料箱之间的通道， 燃料补给门 126 包括在车辆的外部车身上的燃料补给阀 ( 未示出 )， 其中 在补给燃料事件期间燃料从外部源被泵入车辆中。连接到燃料补给门 126 的燃料补给门传 感器 114 可以是位置传感器并且发送燃料补给门打开或关闭状态的输入信号到控制器 12。 燃料补给管路 116 和蒸气管路 112 均可连接到燃料箱 120 中的开口 ； 其中燃料箱 120 具有 至少两个开口。
如以上提及的， 蒸气管路 112 连接到燃料箱用于将燃料蒸气导送到燃料蒸气回收 系统 110 的燃料蒸气罐 130。 将意识到， 燃料蒸气回收系统 110 可以包括一个或更多个燃料 蒸气保持装置， 例如一个或更多个燃料蒸气罐 130。 罐 130 可以被填充能够结合大量蒸发的 碳氢化合物 (HCs) 的吸附剂。在一个示例中， 所使用的吸附剂是活性炭。 由于蒸气管路 112 连接在罐 130 中的开口的相对端， 所以罐 130 可以通过蒸气管 路 112 从燃料箱 120 接收燃料蒸气。罐 130 包括两个另外的开口， 其中排气阀 136 和抽取 管路 118 被连接， 使得罐 130 有三个开口。虽然描述的示例示出单个罐， 但是将意识到在替 换的实施例中， 多个这种罐可以被连接在一起。
蒸气管路 112 的打开通过燃料箱隔离阀 (FTIV)124 来调节。在替换的实施例中， 在蒸气管路 112 的附着点处， FTIV124 可以被直接安装到燃料箱 120。因此， 在车辆运行期 间， FTIV124 可以被保持在关闭状态， 使得补给燃料蒸气可以储存在燃料蒸气回路的罐侧上 的罐中， 并且每日的蒸气可以保持在燃料蒸气回路的燃料箱侧上的燃料箱中。 FTIV124 可以 响应于补给燃料请求或抽取状态的指示而由控制器 12 操作。在这些情况下， FTIV124 可以 被打开以允许每日的蒸气进入罐并减轻燃料箱中的压力。另外， FTIV124 由控制器 12 操作 以执行泄漏检测的特定步骤， 例如在第一泄漏检测状态期间从燃料箱 120 施加压力 ( 正压 或真空 ) 到罐 130， 或在第二泄漏检测状态期间从罐 130 施加真空到燃料箱 120( 如图 6- 图 8 中进一步详细描述的 )。在一个示例中， FTIV124 可以是电磁阀， 并且 FTIV124 的操作可 以通过调节专用电磁管 ( 未示出 ) 的占空比而被控制器调节。
第一燃料箱压力传感器 ( 例如燃料箱压力变换器 (FTPT)128) 可以连接到燃料箱 120 以提供燃料箱压力的估计。例如， FTPT 128 可以被包括在燃料箱 120 的顶部中。在替 换实施例中， FTPT 128 可以连接到燃料蒸气回路的燃料箱侧上的蒸气管路 112。另外， 燃料 箱 120 可以包括温度传感器 140 以提供燃料箱温度的估计。如图 2 所述， 温度传感器 140 可以连接到 FTPT 128。 在替换实施例中， 温度传感器 140 可以在与 FTPT 128 不同的位置连 接到燃料箱。分别来自 FTPT 128 和温度传感器 140 的压力 (PFT) 和温度 (TFT) 信号均由控 制器 12 接收。
燃料蒸气回收系统 110 可以通过从罐 130 延伸的排气口 136 与大气相通。罐排气 阀 (CVV)132 可以沿连接在罐 130 与大气之间的排气口 136 布置， 并且可以调节燃料蒸气回 收系统 110 与大气之间的空气和蒸气流。CVV 132 的操作可以由罐排气电磁阀 ( 未示出 ) 调节。基于燃料蒸气回收系统是否被密封与大气隔离， CVV 可以被关闭或打开。特别地， 控 制器 12 可以使罐排气电磁阀通电以关闭 CVV 132 并密封系统与大气隔离， 例如在泄漏检测 状态期间。
相反， 当罐排气电磁阀不工作时， CVV 132 可以被打开并且系统可以开向大气， 例 如在抽取状态期间。此外， 控制器 12 可以被配置成调节罐排气电磁阀的占空比以由此调节 替换 CVV 132 时的压力。在一个示例中， 在补给燃料蒸气储存操作期间 ( 例如， 在燃料箱再 次装满期间和 / 或发动机不运行时 )， 罐排气电磁阀可以被退电并且 CVV 可以被打开， 以使 得已经通过罐的滤去燃料蒸气的空气能够被推出到大气。在另一个示例中， 在抽取操作期 间 ( 例如， 在罐再生期间和发动机运行时 )， 罐排气电磁阀可以被退电并且 CVV 可以被打开 以允许新鲜空气流除去储存的活性炭的蒸气。另外， 控制器 12 可以通过调节罐排气电磁 阀的操作来命令 CVV 132 间歇地关闭， 以诊断通过燃料蒸气回收系统的相反流。在另一个 示例中， 在泄漏检测期间， 罐排气电磁阀可以被通电以关闭 CVV 132， 同时 CPV 134 和 FTIV 124 也被关闭， 使得燃料蒸气回收回路的罐侧被隔离。 以此方式， 通过命令 CVV 关闭， 控制器 可以密封燃料蒸气回收系统以与大气隔离。
例如， 在抽取操作期间， 从罐 130 释放的燃料蒸气可以经由抽取管路 118 被引导 到进气歧管 60 中。沿抽取管路 118 的蒸气流可以由连接在燃料蒸气罐与发动机进气口之 间的罐抽取阀 (CPV)134 调节。在一个示例中， CPV 134 可以是球形止回阀， 但是还可以使 用可替换的止回阀。CPV 释放的蒸气的量和速度可以由相关电磁阀 ( 未示出 ) 的占空比确 定。 因此， 罐抽取电磁阀的占空比可以响应于包括例如空燃比的发动机工况， 由车辆的动力 传动系控制模块 (PCM)( 例如控制器 12) 确定。通过命令罐抽取阀关闭， 控制器可以密封燃 料蒸气回收系统以和发动机进气口隔开。
可选的罐止回阀 136 还可以被包括在抽取管路 118 中以防止进气歧管压力在抽取 流的相反方向流动气体。因此， 如果罐抽取阀控制没有被精确地定时或罐抽取阀本身能够 被高进气歧管压力强制打开 ( 例如， 在增压状态期间 )， 则止回阀可能是必要的。歧管绝对 压力 (MAP) 的估计可以从连接到发动机进气歧管 60 并与控制器 12 通信的 MAP 传感器 ( 未 示出 ) 得到。 因此， 止回阀 136 可以仅允许从罐 130 到进气歧管 60 的单向空气流。 万一高压 空气从进气歧管 60 进入抽取管路， 罐止回阀 136 可以关闭， 由此防止罐 130 中的压力超过 设计限值。虽然所描述的示例示出位于罐抽取阀与进气歧管之间的罐止回阀， 但是在替换 实施例中， 止回阀可以位于抽取阀之前。 第二罐压力传感器 ( 例如罐压力变换器 (CPT)138) 可以被包括在连接在罐 130 与 CPV 134 之间的抽取管路 118 中以提供罐压力的估计。在替 换实施例中， CPT 可以连接到罐与 CVV 之间的排气口， 或可以连接到燃料蒸气回路的罐侧上 的在罐与燃料箱之间的蒸气管路。指示罐压力 (Pc) 的信号由控制器 12 接收。
燃料蒸气回收系统 110 还包括连接到燃料蒸气罐 130 的蒸气积聚器。在一个示 例中， 真空积聚器 202 可以通过真空管路 208 连接到在罐 130 与 CPV 134 之间的抽取管路 118。在其他示例性实施例中， 真空管路可以连接到在罐与 FTIV 之间的蒸气管路。从真空 积聚器通过真空管路 208 施加真空到罐通过根据控制器 12 命令的开启或关闭真空积聚器阀 (VAV)204 来调节。在排放泄漏检测操作期间， 例如当可用的发动机关闭自然真空不充分 时， VAV 204 可以选择性地被控制器 12 打开以提供额外的真空用于泄漏检测。例如， 在次 泄漏检测子程序期间， VAV 204 可以被选择性地打开， 如图 9 进一步详细说明的， 次泄漏检 测子程序在燃料箱的绝对压力小于阈值的状态下被执行。
在一个实施例中， 真空积聚器 202 可以通过管道 206 连接到进气歧管 60， 并且当混 合动力车辆在发动机开启模式中运行时， 真空积聚器 60 可以积聚真空。即， 积聚器可以储 存一定量的发动机真空以便稍后使用。另外， 或可选地， 文氏管 302 可以通过文氏管真空管 路 304 连接到真空积聚器 202。 文氏管可以安装在混合动力车辆的车身的各种位置， 其在车 辆运动和运行期间接收空气或排气流。例如， 文氏管可以安装在车辆车身的下侧。在另一 个示例中， 文氏管 302 可以例如沿尾管连接到排气歧管， 使得可以由于排气流通过文氏管 而产生真空。 在另一个示例中， 如所描述的， 文氏管 302 可安装在制动增压泵 32 的排气通道 中， 制动增压泵 32 连接到车辆制动系统 30 的制动增压器 34。在此， 在应用制动期间， 可以 由于制动增压器泵的操作和通过文氏管的制动增压泵排气流而产生真空。在一个示例中， 通过将文氏管连接到制动增压器泵的排气通道， 而不是直接将真空积聚器连接到制动增压 器泵， 制动增压器泵可以不暴露于燃料蒸气。仍在其他实施例中， 真空积聚器 202 可以直接 连接到制动增压器泵 32， 其中可以通过操作制动泵来产生真空， 并将真空储存在真空积聚 器中以便用在泄漏检测程序中。 控制器 12 可以被配置成通过接收来自传感器 ( 例如压力、 温度和位置传感器 ) 的 信号并命令致动器 ( 例如打开和关闭阀或燃料补给门 ) 来调节燃料蒸气回收系统的各种操 作。例如， 控制器 12 可以实施用于泄漏检测、 燃料补给和燃料蒸气抽取的各种程序， 如图 4- 图 8 所示。具体地， 用于燃料蒸气回收系统的各种程序可以由控制器 12 更好地协调， 例 如通过执行如图 3 所示的更高级的蒸气回收系统程序， 取决于车辆的工况， 例如发动机开 启或发动机关闭操作和来自传感器的压力和温度输入， 控制器 12 可以战略地实施各种程 序中的每一个。例如， 如果燃料补给程序被实施， 则控制器 12 可以禁用抽取程序。
图 3 描述示例性的更高级的蒸气回收系统程序 300。在此， 在 302 处， 可以确定车 辆是启动还是关闭， 即， 车辆是否可运行。在一个示例中， 这可以由键盘命令传感器 (key command sensor) 或车辆的运动传感器 ( 未示出 ) 检测。如果车辆没有被运行， 则在 303 处 控制器 12 可以启用 ( 或激活 ) 泄漏检测程序， 泄漏检测程序在图 6 中进一步描述。泄漏检 测可以额外地由控制器记录的其他因素调节， 例如从最后的泄漏检测程序发生开始过去的 时间。 在替换实施例中， 泄漏检测方法可以被实施， 同时车辆启动但处于发动机关闭运行模 式。
如果控制器接收到车辆启动的信号， 则在 304 处确定车辆处于发动机开启模式还 是处于发动机关闭模式。如果车辆运行于发动机关闭模式， 则控制器可以实施 308 处所示 的命令。明确地， 控制器可以保持 FTIV 和 CPV 均处于关闭状态。即， 每日的蒸气可以储存 在燃料箱中而燃料补给蒸气可以储存在罐中。另外， 抽取程序可能在发动机关闭模式运行 的持续时间内被限制。可选地， 在 310 处， 在发动机关闭模式运行期间， 真空可以储存在真 空积聚器中。明确地， 控制器可以保持 VAV 关闭， 同时在连接到真空积聚器的文氏管处产生 真空。如之前详细说明的， 不论发动机运行模式如何， 可以由于通过文氏管的空气流和 / 或 排气流而产生真空， 例如由于在车辆运动期间的环境空气流或来自制动增压泵的排气流。
如果在 304 处车辆运行在发动机开启模式， 则在 306 处， FTIV 和 CPV 可以被保持 在关闭位置。在 310 处， 控制器可以保持 VAV 关闭， 同时由于通过连接的文氏管的空气流和 / 或排气流而积聚真空。因此， 除了上面描述的真空积聚策略之外， 还可以通过将真空积聚 器连接到发动机进气歧管来产生真空。
接下来， 在 314 处， 抽取条件可以被确认。抽取条件可以包括检测发动机开启操 作、 来自 CPT 的罐压力在预定阈值 ( 例如， 图 5 的阈值 2) 以上的信号和 / 或来自 FTPT 的燃 料箱压力在阈值 ( 例如， 图 5 的阈值 3) 以上的信号。如果抽取条件被确认， 则在 315 处可 以命令抽取程序 ( 在图 5 中进一步描述 )。如果不满足抽取条件， 则在 318 处， 控制器可以 保持 FTIV 和 CPV 处于关闭位置。
在 316 处， 独立于车辆运行模式， 可以确定用户是否要求给燃料箱补给燃料。如果 没有接收到补给燃料的请求， 则程序可以结束。 在一个示例中， 补给燃料的请求可以基于通 过按钮、 操作杆和 / 或语音命令的用户输入由控制器确定。响应于补给燃料的请求， 在 320 处燃料补给程序 ( 在图 4 中进一步描述 ) 可以被实施。然而， 如果在抽取操作期间 ( 例如， 当步骤 315 的抽取操作正在被执行时 ) 接收到补给燃料的请求， 则在 320 处， 抽取程序可能 例如通过暂时命令 CPV 关闭而在补给燃料事件的持续时间内被暂时禁用。这样， 程序可以 结束。 以此方式， 抽取和燃料补给操作可以被更好地协调以便能够仅当燃料箱压力在安 全范围以内时补给燃料， 同时使抽取操作与燃料补给错开， 以便减少过量的燃料补给蒸气 流进入发动机进气口中。
现在转向图 4， 其示出燃料补给程序 400。在 402 处， 用户补给燃料请求可以由控 制器确认。响应于补给燃料请求， 在 406 处控制器可以禁止发动机操作。在 408 处， 抽取操 作可以例如通过 ( 暂时 ) 保持 CPV 处于关闭位置而被禁止。在 410 处， FTIV 可以被打开并 且 CVV 可以被保持打开。此处， 通过打开在燃料蒸气回路的燃料箱侧与罐侧之间的蒸气管 路， 燃料箱中的压力可以被减小。例如， 如果高压存在于燃料箱中， 则空气和燃料蒸气可以 从燃料箱流过蒸气管路并进入罐中。 在另一个示例中， 如果真空存在于燃料箱中， 则空气可 以从罐流过蒸气管路并进入燃料箱中。 在两个示例中， 燃料箱和罐的压力可以趋向于平衡， 以使得燃料箱可以被安全并容易地打开。
在 412 处， 可以确定燃料箱压力的绝对值是否在预定的阈值 ( 阈值 1) 以下。如果 这样， 则在 416 处， 可以启用燃料补给。如果燃料箱压力的绝对值大于阈值 1， 则在命令 414 中控制器可以延迟打开燃料补给门， 直到燃料箱压力降到阈值 1 以下。控制器可以通过命 令燃料补给门打开而使得能够进行燃料补给， 例如通过使燃料补给门中的电磁阀退电以使 门能够打开。 之后， 车辆驾驶员可以使用燃料补给管路， 并且燃料可以从外部的源被泵入燃 料箱中， 直到在 418 处确定燃料补给完成。
因为在燃料补给操作期间 FTIV 可以保持开启， 因此燃料补给蒸气可以流过蒸气 管路并进入碳罐储存。在 420 处可以保持燃料补给操作， 直到燃料补给完成。如果在 418 处， 例如基于来自燃料水平面传感器的输入， 燃料补给完成， 则在 422 处， 可以例如通过使 燃料补给门电磁阀通电而将燃料补给门关闭。响应于燃料补给门关闭， 在 424 处， FTIV 可 以被关闭， 由此确保燃料补给蒸气储存在燃料蒸气回路的罐侧。 在此， 燃料补给程序可以结 束。 以此方式， 仅当燃料箱压力在安全范围以内时启用燃料补给， 并且改善燃料补给与抽取
的协调。 现在转向图 5， 其描述抽取程序 500。响应于满足抽取条件 ( 在图 3 的 314 处 )， 例 如当车辆运行于发动机开启模式并且燃料补给事件没有被要求时， 抽取程序 500 可以被启 用。 在 502 处， 当车辆运行于发动机开启模式时， 可以确定例如由 CPT 估计的罐压力 (Pc) 是 否在针对抽取的预定阈值 ( 阈值 2) 以上。如果罐压力在阈值以上， 并且在 504 处接收到燃 料补给请求， 则在 506 处， 抽取操作可至少在补给燃料的持续时间内被禁用， 并且在 508 处 可以启用燃料补给操作 ( 图 4)。明确地， CPV 可在燃料补给事件的持续时间内被保持关闭。
如果罐压力在阈值以上， 并且在 504 处没有接收到燃料补给请求， 则在 510 处， 控 制器可以命令 CPV 打开同时保持 FTIV 关闭并保持 CVV 打开。在 512 处， 空气可能从大气 通过排气口流入罐， 并且储存在罐中的第一数量的燃料补给蒸气可以被抽到发动机进气歧 管。 因此， 在从罐抽取第一数量的燃料蒸气到进气口期间， 没有燃料蒸气被从燃料箱抽取到 罐。第一数量的抽取可以包括燃料蒸气量 ( 如， 燃料质量 )、 抽取持续时间和抽取速度。因 此， CPV 可以被保持打开直到在 514 处例如由 CPT 估计的罐压力降到阈值 ( 阈值 2) 以下， 那时， 在 516 处 CPV 可以被关闭。
在 518 处， 燃料箱的抽取条件可以例如基于燃料箱压力 ( 例如由 FTPT 估计的 ) 在 抽取阈值 ( 阈值 3) 以上而被确定。如果燃料箱压力低于阈值 3， 则燃料箱可以不要求抽取 并且因此在 520 处 FTIV 可以被保持在关闭位置并且抽取程序可以结束。 如果燃料箱压力在 阈值 3 以上， 则在 522 处控制器可以命令 FTIV 打开， 并且在 524 处控制器可以从燃料箱流 出每日的蒸气 ( 例如， 第二数量的燃料蒸气 ) 通过蒸气管路进入罐中。第二数量的抽取可 以包括燃料蒸气量 ( 如， 燃料质量 )、 抽取持续时间和抽取速度。第二数量可以基于从罐抽 取的第一数量。 例如， 当从罐抽取第一数量的燃料蒸气的数量和持续时间增加时， 可以增加
从燃料箱抽取的第二数量。在从燃料箱放出每日的蒸气期间， 罐压力可以被监测并且 FTIV 可以保持打开 ( 在 528 处 ) 至少直到罐压力达到阈值。在 526 处， 可以确认罐压力是否在 较低的阈值以上但在较高的阈值 ( 阈值 4) 以下。如果罐压力大于或等于阈值 4， 则在 530 处控制器可以命令 FTIV 关闭并且抽取程序可以完成。
在一个示例中， 用于抽取燃料箱的阈值压力可以基于用于抽取罐的阈值压力。例 如， 阈值 4 可以被确定为阈值 2 的函数并且可以小于阈值 2 以确保从罐抽取到发动机的燃 料蒸气的第一数量大于从燃料箱流到罐的燃料蒸气的第二数量。 这个操作方法可以通过减 少抽取操作期间的某个压力来约束燃料箱中的压力波动， 同时限制燃料蒸气流到发动机进 气歧管的数量和速度。另外， 这个方法可以改变由于除去燃料质量而冷却期间燃料箱的压 力 - 温度曲线， 其影响随后的泄漏检测子程序 ( 在下面描述 ) 和每日的蒸气产生。
以此方式， 通过限制在抽取期间流到发动机的燃料蒸气的数量和速度， 可以防止 发动机溢油并且可以减少车辆驾驶员经历的车辆运行的变化性。在替换的实施例中， 燃料 箱压力和罐压力都可以在整个抽取程序过程中被监测。另外， FTIV 可以与 CPV 同时打开。 在另一个实施例中， 相同的阈值可以被用于命令燃料箱抽取和罐抽取。
在一个示例中， 车辆可以是带有响应于电池电荷状态而选择性地运行的发动机的 混合动力车辆。 因此， 在一个示例中， 车辆可以在例如由于车辆电池电荷状态低于阈值而导 致发动机开启的情况下运行。在车辆运动期间， 连接到车身下侧的文氏管可以被配置成由 于从那通过的空气流而产生真空。产生的真空可以储存在连接到文氏管的真空积聚器中。类似地， 在车辆运行期间， 在应用制动期间真空可以产生并且储存在文氏管中。例如， 文氏 管可以连接到制动增压泵的出口以使得制动增压泵的排气流可以流过文氏管并被有利地 用来产生真空。储存的真空可以被用在稍后的时间， 例如在泄漏检测操作期间。
在车辆运行期间， 控制器可以保持 FTIV 关闭并保持 CPV 关闭以保持罐中的燃料补 给蒸气和燃料箱中的每日的燃料蒸气。当符合抽取条件时， 例如， 当罐压力由于燃料蒸气 储存在其中而超过阈值时， 控制器可以打开 CPV 同时保持 FTIV 关闭， 以由此抽取一定量的 燃料蒸气到发动机进气口。在从罐抽取燃料蒸气之后， 即， 当罐压力已经降到阈值以下时， 则控制器可以进行从燃料箱抽取燃料蒸气到罐和 / 或发动机进气口。在一个示例中， 控制 器可以基于发动机工况和 / 或燃料箱压力确定是否从燃料箱抽取每日的燃料蒸气到罐和 / 或进气口。 例如， 当抽取时的燃料箱压力在阈值以上时， 则控制器可以确定要从燃料箱抽取 更大量的燃料蒸气， 并且可以相应地打开 FTIV 同时保持 CPV 打开， 以由此抽取燃料蒸气到 罐并进一步到发动机进气口。 在另一个示例中， 当抽取时的燃料箱压力低于阈值时， 控制器 可以确定要从燃料箱抽取较少量的燃料蒸气， 并且可以相应地打开 FTIV 同时关闭 CPV， 以 由此抽取燃料蒸气到罐并且不到发动机进气口。一旦抽取操作完成， 控制器可以通过关闭 FTIV 和 CPV 来再次密封燃料箱和罐以恢复将燃料蒸气储存在罐中并将每日的蒸气保持在 燃料箱中。以此方式， 可以协调从罐和燃料箱抽取燃料蒸气。
在另一个示例中， 在车辆运行期间 ( 即， 在发动机开启或发动机关闭模式期间 )， 例如由于燃料箱中的燃料水平面降到阈值以下， 燃料补给请求被接收到。 因此， 如果在抽取 操作期间燃料补给请求被接收到， 则抽取可能被延迟至少燃料补给的持续时间， 以有利地 协调燃料补给操作与抽取操作。 为了能够补给燃料， 如果发动机之前被打开， 则发动机控制 器可以首先关闭发动机。 燃料补给门可以被打开以使燃料泵喷嘴能够被插入以在燃料箱中 接收燃料。 然而， 在打开连接到该门的燃料补给阀之前， 为了在燃料补给期间确保驾驶员安 全， 控制器可以验证燃料箱压力低于阈值。 如果燃料箱压力在阈值以上， 则控制器可以打开 FTIV 以将保持的每日的蒸气释放到罐中并延迟打开燃料阀和延迟给燃料箱补给燃料， 直到 燃料箱压力降到阈值以下。以此方式， 燃料补给操作期间的安全性可以被增强。
如果车辆没有运行， 则控制器可以被配置成执行用于识别燃料蒸气回收系统中存 在泄漏的一个或更多个泄漏检测程序。明确地， 可以通过施加真空并监测燃料蒸气回收系 统压力 ( 例如燃料箱压力和罐压力 ) 的变化来识别泄漏。被用于泄漏检测的真空可以是由 于之前的发动机运行产生的发动机关闭自然真空， 或可以通过从真空积聚器提供真空来施 加。在一个示例中， 其中泄漏是由于燃料蒸气回收系统阀 ( 例如 FTIV 和 / 或 CPV) 的退化 造成的， 控制器可以通过比较燃料箱压力和 / 或罐压力在施加真空之前和之后的变化来确 定阀的退化。
为了符合针对燃料蒸气回收系统的调节标准， 混合动力车辆可以包括一个或更多 个泄漏检测子程序。 在一个示例中， 在第一状态期间， 其中混合动力车辆已经以发动机开启 模式运行了延长的持续时间， 车辆温度可能高， 在燃料箱中产生大于预定阈值 ( 例如， 足够 用于泄漏检测的图 6 的阈值 5) 的高压。在第一状态下， 在另一个示例中， 由于储存在燃料 箱中的燃料可能已经被发动机消耗， 所以燃料箱压力是负的 ( 真空 )， 使得燃料箱压力的绝 对值大于预定阈值 ( 例如图 6 的阈值 5)， 并且足够用于泄漏检测。
如果高压或真空存在于燃料箱中 ( 大于阈值 )， 则燃料箱增压可以被有利地用来在主泄漏检测子程序中测试系统中的泄漏并识别燃料蒸气回收系统组件 ( 例如 FTIV、 CPV 和 / 或 CVV) 的退化。例如， 在燃料箱密封 ( 通过关闭 FTIV 和 CPV) 和增压的情况下， 密封 的燃料箱中的变化速度或压力可以被监测。 因此， 在没有泄漏的情况下， 燃料箱压力可能是 基本恒量并且可能不波动。 因此， 在一个示例中， 响应于由于燃料箱的阀中一个或更多个泄 漏或燃料箱压力传感器故障造成的燃料箱变化速度大于阈值 ( 例如图 6 的阈值 6)， 控制器 可以确定 FTIV、 补给燃料阀和 / 或 FTPT 中一个或更多个的退化。 如果燃料箱压力基本没有 变化， 则 FTIV 可以被命令打开以使得允许空气 / 燃料蒸气移动通过蒸气管路， 并且燃料箱 压力可以再次被监测。因此， 在打开 FTIV 时， 在没有泄漏的情况下， 可以预计燃料箱压力随 时间而减小， 例如以由于通过蒸气管路的蒸气流而造成的大于阈值 ( 例如图 6 的阈值 7) 的 燃料箱压力变化速度减小。如果燃料箱压力的变化速度小于阈值， 则控制器可以确定 FTIV 被卡在关闭位置， 并且由此 FTIV 退化。
因此， 如果 FTIV 是起作用的， 则能够期望罐压力和燃料箱压力大体达到平衡。例 如， 燃料箱压力可以逐渐减小到罐压力， 同时罐压力可逐渐增加到燃料箱压力。 因此在另一 个示例中， 控制器可以基于在预定的持续时间过去之后罐压力的变化速度大于阈值 ( 阈值 10) 来确定 CPV、 CVV 和 / 或 CPT 中一个或更多个的退化。一指示上述燃料蒸气回收系统组 件中的任一个退化， 控制器就可以设置诊断代码。
可选地， 在另一个示例中， 控制器可以产生第一状态， 使得在燃料箱中产生足够用 于泄漏检测的真空或压力。在一个示例中， 这可以通过在车辆已经停止之后允许发动机运 行以通过燃料消耗在燃料箱中产生真空或产生由于提高车辆温度而引起的压力来实现。 在 另一个示例中， 控制器可以延迟排放泄漏检测预定的持续时间并在延迟持续期间监测温度 变化， 直到温度变化大于预定的阈值 ( 例如图 7 的阈值 8)。之后控制器可以监测燃料箱压 力并且如果压力的相应变化没有随温度的变化而发生， 则 FTIV、 补给燃料阀和 / 或 FTPT 中 一个或更多个的退化可以由控制器确定。如上所述， 这些示例均可以允许主泄漏检测子程 序由控制器实施。
在另一个示例中， 在第二状态期间， 其中混合动力车辆已经以发动机关闭模式运 行了延长的持续时间， 车辆温度可能接近环境温度并且燃料消耗可能低。 在此示例中， 高压 和真空均不在燃料箱中产生， 并且燃料箱压力可能小于预定的阈值 ( 例如图 6 的阈值 5)， 并 且不足以用于泄漏检测。
如果燃料箱中不存在高压或真空 ( 小于阈值 )， 则外部真空源 ( 例如真空积聚器 ) 可以被有利地用来在次泄漏检测子程序中测试系统中的泄漏并识别燃料蒸气回收系统组 件的退化， 燃料蒸气回收系统组件例如为 FTIV、 CPV 和 / 或 CVV。真空积聚器可以用一种或 更多种方法获得负的压力 / 真空。例如， 真空积聚器可以连接到发动机进气歧管以使得车 辆以发动机开启模式运行时负压被储存。 因此， 真空的存在取决于发动机开启运行时间。 可 选地， 控制器可以命令发动机在车辆关闭之后运行以增加发动机开启时间并增加储存在真 空积聚器中的真空量。在另一个示例中， 真空积聚器可以独立于发动机开启时间。因此， 真 空积聚器可以连接到文氏管， 文氏管位于车辆上或车辆内接收气流的某位置， 例如在车辆 的下侧上， 或在制动增压泵的排气通道中。 可以意识到， 上述方法中的一个或更多个可以被 用来积聚真空以用在次泄漏检测子程序中。
因此， 在次泄漏检测子程序中， 在罐密封 ( 通过关闭 FTIV、 CVV 和 CPV) 并通过经由VAV 的开口从真空积聚器施加真空而被增压的情况下， 密封罐中的变化速度或压力可以被 监测。由此， 例如， 在没有泄漏的情况下， 罐压力可以基本是恒量， 并且可以不波动。因此， 在一个示例中， 响应于由于罐的一个或更多个阀泄漏或罐压力传感器故障而造成的燃料箱 的变化速度大于阈值 ( 例如图 8 的阈值 10)， 控制器可以确定 FTIV、 CVV、 CPV 和 / 或 CPT 中 一个或更多个的退化。如果罐压力基本没有变化， 则 FTIV 可以被命令打开以使得允许空气 / 燃料蒸气移动通过蒸气管路， 并且罐压力可以再次被监测。因此， 在打开 FTIV 时， 在不存 在泄漏的情况下， 可以期望罐压力随时间增加， 例如以由于通过蒸气管路的蒸气流而造成 的大于阈值 ( 例如图 8 的阈值 10) 的罐压力变化速度增加。如果罐压力的变化速度小于阈 值， 则控制器可以确定 FTIV 被卡在关闭位置， 并且由此 FTIV 退化。
因此， 如果 FTIV 是起作用的， 则能够期望罐压力和燃料箱压力大体达到平衡。例 如， 燃料箱压力可以逐渐减小到罐压力， 而罐压力可以逐渐增大到燃料箱压力。因此在另 一个示例中， 控制器可以基于在预定的持续时间过去之后燃料箱压力的变化速度大于阈值 ( 阈值 6) 来确定燃料补给阀和 / 或 FTPT 中一个或更多个的退化。一指示上述燃料蒸气回 收系统组件中任一个的退化， 控制器就可以设置诊断代码。
如以上所讨论的， 在泄漏检测期间， 检测燃料蒸气回收系统的组件中的泄漏的顺 序可以基于燃料箱中充足的压力和 / 或真空 ( 例如， 发动机关闭的自然真空 ) 的可用性或 可能由真空积聚器供应的真空量来调节。此处， 在图 6- 图 8 中描述了两个示例性泄漏检测 程序。主泄漏检测程序 600 可以使用来自燃料箱的压力或真空来以第一检测顺序检测泄 漏， 第一检测顺序包括首先确定燃料箱中存在泄漏， 并且之后从燃料箱施加压力 / 真空到 罐以确定罐中存在泄漏。次泄漏检测子程序 800 可以以可选的第二检测顺序检测泄漏， 第 二检测顺序包括使用来自被施加到罐的外部源 ( 例如积聚器 ) 的真空来首先确定罐中存在 泄漏， 并且之后施加真空到燃料箱以确定燃料箱中存在泄漏。如图 8 详细介绍的， 各种源和 方法可以被用来施加真空或压力到罐和 / 或燃料箱。图 9- 图 12 示出在图 6- 图 8 的泄漏 检测程序期间可以由控制器接收的示例性压力和温度信号的图。
回到图 6， 图 6 示出主泄漏检测程序 600。开始于 602 处， 控制器可以首先估计燃 料箱压力 ( 例如， 基于从 FTPT 接收的信号 )， 并确定燃料箱中是否有足够的压力或真空来执 行泄漏检测。在一个示例中， 足够的压力或真空可以基于燃料箱压力的绝对值大于预定的 阈值 ( 阈值 5) 而被确定。此处， 当泄漏检测通过施加正压来执行时， 绝对燃料箱压力可以 指燃料箱中的正压量， 或者当泄漏检测通过施加真空 ( 即， 负压 ) 来执行时， 绝对燃料箱压 力可以指燃料箱中的真空量。
图 10 中的图 1000 描述可接受的绝对燃料箱压力的示例性范围和针对基于泄漏检 测是否包括施加正压或真空的泄漏检测的阈值。此处， 如范围 1010 所述， 阈值 5 在 x 轴的 每一侧在施加真空和正压的两个方向 ( 如点线所示 ) 相等地延伸。在替换的实施例中， 取 决于在泄漏检测期间施加正压还是真空， 可以施加不同的阈值。
曲线 1002、 1004、 1006 和 1008 均表示示例性燃料箱压力。在本实施例中， 绝对燃 料箱压力信号可以被监测并且不是燃料箱压力的变化速度。控制器可以在各个时间点 ( 如 t0、 t1、 t2、 t3、 t4 或 tn) 检测绝对压力信号。基于在请求泄漏检测的时刻确定的绝对燃料箱 压力， 控制器可以确定是否执行主泄漏检测程序， 或是否执行次泄漏检测程序， 主泄漏检测 程序包括在检测罐中的泄漏之前检测燃料箱中的泄漏， 次泄漏检测程序包括在检测罐中的泄漏之后检测燃料箱中的泄漏。在此示例中， 在 tn 处检测的信号被进一步描述， 其中 tn 是 控制器接收到可启用泄漏检测的指示的时间， 例如关闭车辆和 / 或从最后的泄漏检测事件 开始过去的时间。
在一个示例中， 在 602 处， 在 tn 处估计的绝对燃料箱压力可以是小于阈值 5 的正 压 ( 如曲线 1004 所示 ) 或大于阈值 5 的真空 ( 如曲线 1006 所示 )。响应于在 602 处估计 的燃料箱中不足的绝对压力， 在 603 处控制器可以禁用主泄漏检测程序 600， 并且通过启用 真空施加程序 700( 图 7 所示 ) 来从一个或更多个可替换的压力和真空源施加真空。如果 在程序 700 中在燃料箱中产生了充足的真空， 则 603 可以回到开始于 602 处的主泄漏检测 程序 600 的开始。可替换地， 在 605 处， 可以启用带有替换的泄漏检测顺序的次泄漏检测程 序 ( 如图 8 中详细介绍的 )。相比之下， 如果在 602 处估计的绝对燃料箱压力是大于阈值 5 的正压 ( 如曲线 1002 所示 ) 或小于阈值 5 的真空 ( 如曲线 1008 所示 )， 则响应于燃料箱中 充足的绝对压力， 主泄漏检测程序可以继续。
参考图 6， 如果在燃料箱中检测到充足的压力 / 真空， 则在 604 处， 随时间的燃料箱 压力可以被监测。即， 燃料箱压力随时间的变化 ( 或燃料箱压力的变化速度 ) 可以被监测。 在 606 处， 可以确定燃料箱压力随时间的变化是否小于阈值 ( 阈值 6)。因此， 由于在泄漏 检测期间燃料箱保持密封， 所以燃料箱压力随时间的变化可以指示燃料箱隔离阀处的泄漏 ( 由于 FTIV 退化 ) 和 / 或 FTPT 的退化。因此， 如果燃料箱压力随时间的变化大于阈值， 则 在 608 处可以确定 FTIV 退化并且在 626 处可以设置诊断代码。如果燃料箱压力随时间的 变化小于阈值， 则在 610 处， 控制器可确定不存在泄漏并且阀没有退化。 图 9 的图 900 示出燃料箱压力随时间的变化的示例。此处， 控制器从 t0 处开始监 测燃料箱压力的变化 ( 通过从 FTPT 接收信号 ) 并继续预定的持续时间， 此处到时间 tn 处。 线 904 描述随时间减小的燃料箱正压， 线 906 描述随时间增加的燃料箱真空。在此示例中， 线 904 和 906 均指示由于燃料箱压力随时间的变化大于阈值而存在泄漏。 相比之下， 线 902 示出燃料箱正压， 线 908 示出以低于阈值的速度随时间变化的燃料箱真空。此处， 线 902 和 908 均指示系统中没有泄漏并且燃料蒸气回收系统的阀没有退化。
回到图 6， 在确定燃料箱中不存在泄漏并且 FTPT 可起作用之后， 在 612 处控制器可 以关闭 CVV 并打开 FTIV， 由此密封罐与大气隔离， 并通过允许空气和燃料蒸气流通过蒸气 管路来从燃料箱施加压力或真空到罐。由于当车辆关闭时可以不发生抽取操作 ( 见图 3)， 因此 CPV 可以被保持在关闭位置。在 614 处， 绝对燃料箱压力随时间的变化可以再次被控 制器通过从 FTPT 接收信号来监测， 并且可以确定绝对燃料箱压力的变化速度是否大于阈 值 ( 阈值 7)。 此处， 在没有泄漏的情况下， 在打开 FTIV 之后， 可以预计从燃料箱到罐的燃料 蒸气流引起燃料箱压力变化。因此， 如果燃料箱压力随时间的变化低于阈值， 则在 616 处， 控制器可以确定存在泄漏并且 FTIV 退化 ( 例如， 不起作用 ) 并且在 626 处可以设置诊断代 码。然而， 如果燃料箱压力随时间的变化大于阈值 7， 则在 618 处， 控制器可以确定 FTIV 没 有退化。
在 620 处， 控制器可以通过来自 CPT 的信号在 t0 处开始监测随时间的罐压力， 并 继续预定的持续时间 ( 例如， 到 tn 处 )， 并且在 622 处罐压力变化的速度被确定。例如， 可 以确定在燃料箱和罐已经平衡之后罐是否能够随时间保持压力或真空。在 628 处， 控制器 可以基于罐压力随时间的变化速度小于阈值 ( 阈值 10) 来确定罐中没有泄漏。在一个示例
中， 当罐压力的变化小于阈值 10 时， 例如图 9 的样本压力线 902 和线 908， 可以确定系统中 没有泄漏。相比之下， 在 624 处， 响应于罐压力随时间的变化大于阈值 10， 例如图 9 的样本 压力读数线 904 和线 906， 可以确定泄漏。控制器可以在 626 处确定罐中存在泄漏、 罐抽取 阀退化或 CPT 退化， 并设置诊断代码。
如果在 602 处燃料箱压力的绝对值小于阈值 5， 例如图 10 的样本压力读数线 1004 和线 1006， 则控制器可以实施一个或更多个替换的压力 / 真空产生程序， 如现在参考图 7 所 解释的。此处描述的各种真空产生策略的一个或更多个可以在不同的时间或同时被操作。 在一个示例中， 当第一真空产生策略被执行并且燃料箱温度被测量时， 可以禁用第二和第 三策略。 在另一个示例中， 当发动机运行以第二策略继续时， 发动机真空可以储存在积聚器 中并且被应用于泄漏检测， 如在第三策略中那样。然而， 在替换的实施例中， 仅发动机真空 ( 直接来自发动机 ) 或来自积聚器的真空中的一个可以被启用用于泄漏检测。 即， 当发动机 运行以第二策略继续时， 真空积聚器可以被关闭并且第三策略可以被禁用。
在第一策略中， 在 704 处， 泄漏检测可以被延迟并且在 t0 处可以记录例如来自燃 料箱温度传感器的燃料箱温度。在预定的持续时间 tn 过去之后， 燃料箱温度可以再次被记 录并且控制器可以确定温度是否被充分加热或冷却以产生燃料箱中的压力变化。这在 710 中被表示为在 t0 与 tn 之间温度变化的绝对值大于阈值 ( 阈值 8)。在一个示例中， 阈值 8 可 以与阈值 5 相关， 使得温度变化对应于足够用于泄漏检测的压力 / 真空量。
图 12 的图 1200 中示出例如从燃料箱温度传感器接收的示例性燃料箱温度读数。 此处线 1202 演示从相对较高的温度变化到相对较冷的温度， 由此降低燃料箱中的压力 ； 而 线 1206 演示从相对较冷的温度变化到相对较暖和的温度， 由此提高燃料箱中的压力。线 1202 和 1206 均示出了温度变化大于阈值， 由此指示控制器已经发生了相应充足量的压力 变化。相比之下， 基本为平的线 1204 表示小于阈值的温度变化， 由此指示没有发生充足的 压力变化。
回到图 7， 如果在 710 处温度变化 ( 以及由此相应的压力变化 ) 不大于阈值， 则程 序可以回到 704 处并继续延迟泄漏检测。然而， 如果温度变化大于阈值， 则在 712 处 ( 如在 602 中那样 )， 控制器然后可以确定燃料箱压力的绝对值是否大于阈值 ( 阈值 5)。 在一个示 例中， 在 716 处， 当绝对燃料箱压力保持在阈值 5 以下时， 响应于没有和温度变化一起的压 力变化， 控制器可以确定系统中存在泄漏。例如， 可以确定 FTIV 或 CPV 中存在泄漏或 FTPT 退化。因此， 在 718 处， 可以设置诊断代码。如果在 712 处燃料箱的绝对压力大于阈值 5， 则 在 713 处， 主泄漏检测程序 ( 图 6) 可以被恢复。
在开始于 724 处的第二真空产生策略中， 控制器可以关闭 CVV 并保持 CPV 和 FTIV 处于关闭位置， 使得回路的罐侧被密封。之后， 在 726 处， 通过打开 VAV， 来自真空积聚器的 真空被施加到罐。真空积聚器可以从发动机进气口、 环境空气流或致动增压器排气通道中 的一个或更多个获得真空。在 728 处， 控制器可以通过从 CPT 接收信号来确定罐压力是否 小于阈值 ( 阈值 9)。在一个示例中， 其中罐压力小于阈值 9， 在 729 处， 可以启用次泄漏检 测程序 ( 图 8)。在 730 处， 如果一施加真空罐压力就大于阈值 9， 则控制器可以确定罐阀或 FTIV 或 CPT 中的一个或更多个退化。
图 11 的图 1100 中示出了例如从 CPT 接收的罐压力的示例性变化。此处， 虚线表 示阈值 9。在本实施例中， 在各个时间点 ( 比如 t0、 t1、 t 2、 t 3、 t4 或 tn) 检测罐压力。对于这个示例， 在 tn 处检测的信号被进一步描述， 其中 tn 是控制器接收到指示泄漏检测可被启用 的其他信号的时间， 例如从打开 VAV 开始过去的时间。
在 tn 处， 线 1102 中示出的示例性 CPT 读数可以是大于阈值 9 的正压， 并且线 1104 中示出的示例性 CPT 读数可以是大于阈值 9 的真空。如果在施加真空到罐上的时刻， 罐压 力大于阈值， 如线 1102 和线 1104 中所示， 则控制器可以禁用次泄漏检测程序 800( 图 8) 并 且诊断代码可以被设置以报告罐阀和 / 或 CPT 中的一个或更多个退化。相比之下， 如果在 tn 处， 罐压力示出罐真空小于阈值 9， 如线 1106 中所示， 则控制器可以启用次泄漏检测程序 800( 图 8)。
回到图 7， 在开始于 720 处的第三真空产生策略中， 在车辆关闭之后发动机可以运 行一段持续时间 ( 例如短的持续时间 )。继续的发动机运行的持续时间可以对应于产生充 足的压力 / 真空所需要的时间长度， 例如使燃料箱中的绝对压力到阈值 ( 例如阈值 5) 以上 所需的持续时间。 如果在车辆关闭之后发动机运行并且绝对燃料箱压力小于阈值 5( 在 712 处 )， 则在 716 处， 控制器可以确定燃料箱中存在泄漏 ( 如， 由于 FTIV 退化 ) 并且可以在 718 处设置诊断代码。 如果在 712 处燃料箱压力的绝对值大于阈值 5， 则控制器可以启动主泄漏 检测程序 600。
可选地， 可替换在燃料箱中产生真空， 在 720 处继续的发动机运行可以被用来将 真空储存在真空积聚器中， 如在 722 中那样。在这种情况下， 真空积聚器可以连接到发动机 进气口， 并且如在 726 中那样， 通过打开 VAV， 真空可以被施加到罐。之后， 程序可以回到第 二真空产生策略 ( 如之前在 728-730 详细说明的 )。如果罐中存在充足的真空 ( 即， 罐压力 小于阈值 9)， 则在 729 处， 控制器可以实施如图 8 所示的次泄漏检测程序 800。
现在转向图 8， 其描述了响应于不足以用于执行主泄漏检测程序的不足燃料箱压 力和真空， 次泄漏检测程序可被启用。在次级程序中， 在确认 FTIV 操作并检测燃料箱中的 泄漏之前罐可以被核查泄漏。 具体地， 真空可以从除了发动机关闭自然真空之外的源施加， 例如图 7 中产生的真空， 并且在检测燃料箱中的泄漏之前罐中的泄漏检测可以被启用。
在 802 处， 真空从真空积聚器被施加到罐， 使得罐压力小于阈值 9( 如之前在图 7 的 726 处和 728 处所示 )。一旦在罐中检测到充足的真空， 在 804 处， 监测随时间的罐压力。 在 806 处， 可以确认罐压力随时间的变化是否小于阈值 ( 阈值 10)。 由于在泄漏检测期间罐 可以保持密封， 所以在 806 处罐压力随时间的变化大于阈值可以是例如在多于一个罐阀处 的泄漏和 / 或 CPT 退化的指示 ( 在 808 处 )， 并且在 826 处控制器可以设置诊断代码。指示 泄漏的样本压力读数可以用图 9 的线 906 表示。如果在 806 处罐压力随时间的变化小于阈 值， 则在 810 处， 控制器可以确定罐的阀没有泄漏并且 CPT 是起作用的。指示不存在泄漏的 样本压力读数可以用图 9 的线 908 表示。
在确定罐中不存在泄漏并且 CPT 起作用之后， 在 812 处， 控制器可以打开 FTIV， 由 此通过允许空气和燃料蒸气流经过蒸气管路而从罐施加真空到燃料箱。 由于当车辆关闭时 可以不发生抽取操作 ( 见图 3)， 因此 CPV 可以被保持在关闭位置。在 814 处， 罐压力随时间 的变化可以再次被控制器监测。如果罐压力随时间的变化小于阈值， 则在 816 处控制器可 以确定 FTIV 是不起作用的 ( 如， 被卡住关闭 )， 并且可以在 826 处设置诊断代码。然而， 如 果罐压力随时间的变化大于阈值 10， 则在 818 处， 控制器可以确定 FTIV 起作用 ( 如， 没有被 卡住打开 )， 如在 818 中那样。在这种情况下， 图 9 的线 908 可以示出没有随时间的变化并且可以指示 FTIV 故障， 而线 906 可以示出压力随时间的变化并且可以指示 FTIV 是起作用 的。
在 820 处， 控制器例如可以通过来自 FTPT 的信号从 t0 处开始监测随时间的燃料箱 压力， 并继续预定的持续时间到时间 tn 处。在 822 处， 可以确定燃料箱压力随时间的变化 大于或小于阈值 ( 阈值 6)。在 828 处， 如果燃料箱压力随时间的变化小于阈值 6， 则控制器 可以确定没有泄漏。具体地， 示出较少或没有随时间变化的燃料箱压力读数 ( 例如图 9 的 线 908) 指示燃料箱中不存在泄漏。相比之下， 示出随时间的变化的燃料箱压力读数 ( 例如 图 9 的线 906) 指示燃料箱中可能存在泄漏。因此， 控制器可以分别在 824 处确定存在泄漏 并且在 826 处设置诊断代码。在控制器设置指示泄漏的诊断代码之后， 次泄漏检测子程序 800 可以结束。
以此方式， 泄漏检测程序可以基于用于泄漏检测的充足量的压力或真空的可用性 而被调节。 此外， 抽取操作可以与燃料补给操作和泄漏检测操作协调， 由此改善特别是混合 动力车辆中的燃料蒸气管理。
还将意识到， 本文公开的结构和程序本质是示例性的， 并且这些特定的实施例不 被认为有限制的意思， 因为可能有很多变化。 例如， 以上诊断程序可以被分开以使得燃料箱 和罐的泄漏检测被执行为不同的操作。 本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构以及 其他特征、 功能和 / 或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的一些组合和子组合。 这些 权利要求可能涉及 “一个” 元素或 “第一” 元素或其等价物。这种权利要求应该被理解为包 括一个或更多个这种元素的组合， 既不要求也不排除两个或更多个这种元素。 公开的特征、 功能、 元素和 / 或属性的其他组合和子组合可以通过对本权利要求的修改或通过在这个或 相关申请中给出新权利要求来要求保护。这种权利要求， 在范围上无论比原始权利要求更 宽、 更窄、 等同或不同， 仍被认为包含在本公开的主题以内。