СПОСОБ ДЛЯ ФОРСИРОВАННОГО ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR UPRATED ENGINE, METHOD AND SYSTEM FOR ENGINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее описание относится к системам и способам идентификации ухудшения работы системы контроля выбросов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Транспортное средство может быть оснащено системой контроля парообразующих выбросов для снижения выделения паров топлива в атмосферу. Например, испаренные углеводороды (HC) из топливного бака могут накапливаться в бачке для паров топлива, заполненном адсорбирующим веществом, которое поглощает и накапливает пары топлива. В более позднее время, когда двигатель находится в работе, система контроля парообразующих выбросов позволяет парам продуваться во впускной коллектор двигателя для использования в качестве топлива. Однако, утечки в системе контроля выбросов могут непреднамеренно позволять парам топлива выходить в атмосферу. Таким образом, различные подходы используются для идентификации таких утечек.
Один из способов обнаружения утечек описан Hassdenteufel и др. в патенте США 7073376. В нем, во время эксплуатации двигателя, утечки топливных систем обнаруживаются посредством приложения отрицательного давления либо положительного давления к топливной системе. В частности, топливный бак подвергается избыточному повышенному давлению посредством приложения положительного давления из воздушного насоса, или подвергается недостаточно пониженному давлению посредством приложения вакуума впуска двигателя. На основании изменения давления в топливном баке, относительно изменения давления, полученного на контрольной утечке/диафрагме, определено обнаружение утечки. Кроме того, в других подходах, вакуумный насос может использоваться для приложения отрицательного давления к топливной системе для обнаружения утечки.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако, авторы в материалах настоящего описания идентифицировали потенциальные проблемы у такого подхода. Для выполнения процедуры обнаружения утечки используется воздушный насос или вакуумный насос. По существу, работа насоса может потреблять мощность транспортного средства и снижать экономию топлива. В дополнение, необходимость в специальном насосе повышает стоимости компонентов. В качестве еще одного примера, некоторые утечки могут быть скрыты в присутствии положительного давления наряду с тем, что другие могут быть скрыты в присутствии отрицательного давления. Если утечка остается необнаруженной, выбросы выхлопа могут ухудшаться.
Вышеприведенные проблемы могут быть по меньшей мере частично преодолены способом диагностики топливной системы для форсированного двигателя. Способ включает этап, на котором указывают ухудшение работы топливной системы в ответ на изменение давления в топливной системе вслед за приложением каждого из положительного давления, вырабатываемого на турбонагнетателе, и отрицательного давления, вырабатываемого на впуске двигателя.
В одном из вариантов осуществления способа каждое из положительного и отрицательного давлений прикладывают через бачок к топливному баку топливной системы.
В одном из вариантов осуществления способа этап приложения положительного давления к топливной системе включает в себя этап, на котором втягивают форсированный всасываемый воздух от места ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха компрессора в топливный бак через регулятор и первый обратный клапан.
В одном из вариантов осуществления способа этап приложения отрицательного давления к топливной системе включает в себя этап, на котором втягивают вакуум из впускного коллектора двигателя, ниже по потоку от впускного дросселя, в топливный бак через второй обратный клапан.
В одном из вариантов осуществления способа бачок соединен с впускным коллектором через клапан продувки бачка, и при этом, впускную магистраль положительного давления топливной системы объединяют с впускной магистралью отрицательного давления топливной системы выше по потоку от клапана продувки бачка.
В одном из вариантов осуществления способа на этапе приложения каждого из положительного давления и отрицательного давления клапан продувки бачка поддерживают открытым.
В одном из вариантов осуществления способа этап указания ухудшения работы топливной системы включает в себя этап, на котором вслед за приложением положительного давления, указывают ухудшение работы в ответ на сброс давления в топливном баке, являющееся более быстрым, чем пороговое значение; и вслед за приложением отрицательного давления, указывают ухудшение работы в ответ на сброс вакуума в топливном баке, являющееся более быстрым, чем пороговое значение.
В одном из вариантов осуществления способа этап указания ухудшения включает в себя установку диагностического кода.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает этап, на котором продувают пары топлива из бачка во впускной коллектор двигателя вслед за приложением положительного или отрицательного давления, причем продолжительность времени продувания регулируют на основании того, прикладывалось ли положительное или отрицательное давление.
В одном из вариантов осуществления способа этап продувки продолжают в течение более короткой продолжительности времени, когда продувка выполняется после приложения отрицательного давления к топливной системе, и при этом, этап продувки продолжают в течение более длинной продолжительности времени, когда продувка выполняется после приложения положительного давления к топливной системе.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает этап, на котором наряду с приложением положительного давления, регулируют положение впускного дросселя в первом направлении; и наряду с приложением отрицательного давления, регулируют положение впускного дросселя во втором, противоположном направлении.
В одном из вариантов осуществления способ диагностики топливной системы для двигателя включает этапы, на которых последовательно прикладывают каждое из положительного давления из компрессора турбонагнетателя и отрицательное давление из впуска двигателя к топливному баку; и указывают ухудшение работы топливной системы на основании давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления.
В одном из вариантов осуществления способа этап последовательного приложения включает в себя этап, на котором во время первого состояния, прикладывают положительное давление к топливному баку через бачок до того, как прикладывают отрицательное давление к топливному баку через бачок, и контролируют скорость изменения давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления; и во время второго состояния, прикладывают отрицательное давление к топливному баку через бачок до того, как прикладывают положительное давление к топливному баку через бачок, и контролируют скорость изменения давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления.
В одном из вариантов осуществления способа этап указания включает в себя этап, на котором, во время каждого из первого и второго состояний, указывают утечку топливной системы на основании скорости изменения давления в топливном баке, являющейся большей, чем пороговое значение.
В одном из вариантов осуществления способа этап приложения положительного давления к топливному баку включает в себя этап, на котором втягивают форсированный всасываемый воздух от места ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха компрессора в топливный бак через регулятор и бачок, и при этом, этап приложения отрицательного давления к топливному баку включает в себя этап, на котором втягивают вакуум из впускного коллектора двигателя, ниже по потоку от впускного дросселя, в топливный бак через бачок.
В одном из подходов система двигателя содержит двигатель с впускным и выпускным коллектором; компрессор турбонагнетателя, соединенный с охладителем форсированного воздуха; топливную систему, включающую в себя топливный бак, соединенный c бачком, причем бачок соединен с впускным коллектором через клапан продувки бачка; датчик давления, соединенный с топливной системой для оценки давления в топливной системе; и контроллер с машинно-читаемыми командами для приведения в действие топливной системы в первом режиме, с клапаном продувки бачка, открытым для втягивания форсированного всасываемого воздуха ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха в топливный бак через бачок; эксплуатации топливной системы во втором режиме, с клапаном продувки бачка, открытым для втягивания вакуума впускного коллектора ниже по потоку от дросселя в топливный бак через бачок; и во время каждого из первого и второго режимов указания ухудшения работы топливной системы на основании скорости изменения давления в топливной системе вслед за втягиванием всасываемого воздуха или вакуума.
В одном из подходов в системе двигателя указание ухудшения работы топливной системы включает в себя указание утечки топливной системы в ответ на абсолютную скорость изменения давления в топливной системе, являющуюся большей, чем пороговое значение.
В одном из подходов в системе двигателя давление в топливной системе является давлением в топливном баке, и при этом, датчик давления соединен между топливным баком и бачком.
В одном из подходов в системе двигателя контроллер дополнительно включает в себя команды для открытия клапана продувки бачка, чтобы продувать бачок, в течение первой, большей продолжительности времени после эксплуатации в первом режиме; и открытия клапана продувки бачка, чтобы продувать бачок, в течение второй, меньшей продолжительности времени после эксплуатации во втором режиме.
В одном из подходов в системе двигателя контроллер дополнительно включает в себя команды для регулировки дросселя в направлении к более открытому положению при работе в первом режиме; и регулировки дросселя в направлении к более закрытому положению при работе во втором режиме.
Таким образом, предложена безнасосная система, в которой существующее оборудование турбонагнетателя используется для выполнения проверки герметичности двигателя.
Например, когда условия обнаружения утечки удовлетворены, в то время как двигатель является работающим с наддувом, может выполняться проверка герметичности положительным давлением. Таким образом, каждый из клапана-регулятора и клапана продувки бачка может открываться для втягивания порции форсированного всасываемого воздуха (сжатого компрессором турбонагнетателя) и приложения ее в топливный бак через бачок. После приложения положительного давления в течение некоторой продолжительности времени (например, до тех пор, пока не было достигнуто целевое давление в топливном баке), приложение положительного давления может прекращаться, и может контролироваться изменение давления в топливном баке. Если давление в топливном баке падает от целевого давления до атмосферного давления с быстрой скоростью (например, более высокой, чем пороговая скорость), то может определяться, что утечка присутствует в топливной системе.
Однако, даже если давление в топливном баке падает с низкой скоростью, утечка может присутствовать, но может скрываться положительным давлением. Таким образом, для подтверждения отсутствия утечек, также может выполняться проверка герметичности отрицательным давлением. В этом отношении, клапан продувки бачка может открываться для втягивания порции вакуума на впускном коллекторе двигателя и приложения ее к топливному баку через бачок. После приложения отрицательного давления в течение некоторой продолжительности времени (например, до тех пор, пока не был достигнут целевой вакуум в топливном баке), приложение отрицательного давления может прекращаться, и может контролироваться изменение вакуума в топливном баке. Если вакуум в топливном баке поднимается от целевого вакуума до атмосферного давления с быстрой скоростью (например, более высокой, чем пороговая скорость), то может определяться, что утечка присутствует в топливной системе. Другими словами, положительное давление наддува своевременно используется при эксплуатации форсированного двигателя для выполнения проверки герметичности положительным давлением наряду с тем, что естественный вакуум двигателя своевременно используется во время условий безнаддувной вентиляции двигателя для выполнения проверки герметичности отрицательным давлением.
Таким образом, положительное давление из существующего турбонагнетателя двигателя может использоваться для выполнения проверки герметичности положительным давлением. Посредством использования форсированного всасываемого воздуха, вырабатываемого компрессором турбонагнетателя, для выполнения проверки герметичности, может использоваться существующее оборудование, и необходимость специального насоса положительного давления снижается. По существу, это дает выигрыши по компонентам и снижению стоимости. Посредством использования как положительного, так и отрицательного давления для определения ухудшения работы топливной системы, утечки, скрытые присутствием положительного давления, могут идентифицироваться проверкой герметичности отрицательным давлением наряду с тем, что утечки, скрытые присутствием отрицательного давления, могут идентифицироваться проверкой герметичности положительным давлением. Посредством улучшения обнаружения утечек, могут улучшаться выбросы выхлопа.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки понятий, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает примерную компоновку системы двигателя, включающей в себя топливную систему.
Фиг.2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности этапов способа для выполнения проверки герметичности положительным давлением и отрицательным давлением над топливной системой двигателя.
Фиг.3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности этапов способа для регулировки операции продувки бачка на основании предшествующей проверки герметичности.
Фиг.4-5 показывают примерные проверки герметичности положительным давлением и отрицательным давлением.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложены способы и системы для идентификации утечек в топливной системе, соединенной с двигателем, такой как топливная система по фиг.1. Проверка герметичности положительным давлением может выполняться с использованием форсированного всасываемого воздуха, вырабатываемого в компрессоре турбонагнетателя, наряду с тем, что проверка герметичности отрицательным давлением может выполняться с использованием вакуума на впуске двигателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг.2, чтобы втягивать форсированный всасываемый воздух от места ниже по потоку от компрессора и прикладывать его, в течение некоторой продолжительности времени, к топливному баку через бачок, чтобы выполнять проверку герметичности положительным давлением, в то время как двигатель является работающим. Контроллер затем может втягивать вакуум на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя и прикладывать его, в течение некоторой продолжительности времени, к топливному баку через бачок для выполнения проверки герметичности отрицательным давлением, в то время как двигатель является работающим. На основании изменения давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления, может определяться утечка топливной системы. Контроллер также может выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг.3, для регулировки операции продувки, которая сопровождает каждую проверку герметичности, на основании природы давления (положительного или отрицательного), приложенного во время проверки герметичности.
Примерные проверки герметичности описаны на фиг.4-5. Таким образом, утечки топливной системы могут лучше идентифицироваться с использованием существующего оборудования двигателя.
Фиг.1 показывает схематическое изображение системы 6 гибридного транспортного средства, которое может получать тяговую мощность из системы 8 двигателя и/или бортового устройства накопления энергии (не показанного), такого как система аккумуляторных батарей. Устройство преобразования энергии, такое как генератор (не показан), может эксплуатироваться для поглощения энергии от движения транспортного средства и/или работы двигателя, а затем преобразования поглощенной энергии в форму энергии, пригодную для накопления устройством накопления энергии.
Система 8 двигателя может включать в себя двигатель 10, имеющий множество цилиндров 30. Двигатель 10 включает в себя впуск 23 двигателя и выпуск 25 двигателя. Впуск 23 двигателя включает в себя воздушный впускной дроссель 62, соединенный по текучей среде с впускным коллектором 44 двигателя через впускной канал 42. Воздух может поступать во впускной канал 42 через воздушный фильтр 52. Выпуск 25 двигателя включает в себя выпускной коллектор 48, ведущий в выпускной канал 35, который направляет выхлопной газ в атмосферу. Выпуск 25 двигателя может включать в себя одно или более устройств 70 контроля выбросов, установленных в плотно соединенном положении. Одно или более устройств контроля выбросов могут включать в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, уловитель обедненного NOx, сажевый фильтр дизельного двигателя, окислительный нейтрализатор, и т.д. Следует понимать, что другие компоненты могут быть включены в двигатель, такие как многообразие клапанов и датчиков, как дополнительно конкретизировано в материалах настоящего описания.
Впуск 23 двигателя дополнительно может включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель 50. Турбонагнетатель 50 включает в себя компрессор 74, выполненный с возможностью втягивать всасываемый воздух при атмосферном давлении воздуха и форсировать его до более высокого давления. Более точно, форсированный воздух вводится перед дросселем (то есть, выше по потоку от дросселя 62). С использованием форсированного всасываемого воздуха, может выполняться эксплуатация форсированного двигателя. Компрессор 74 может эксплуатироваться вращением турбины 76. Турбина 76 соединена с компрессором 74 через вал 78 и раскручивается потоком выхлопных газов через турбину. Охладитель 54 форсированного воздуха может быть включен ниже по потоку от компрессора 74 во впускной коллектор для охлаждения форсированного воздуха, подаваемого на впуск.
Система 8 двигателя соединена с топливной системой 18. Топливная система 18 включает в себя топливный бак 20, соединенный с топливным насосом 21 и бачком 22 для паров топлива. Во время события дозаправки топливного бака, топливо может накачиваться в транспортное средство из внешнего источника через люк 108 дозаправки. Топливный бак 20 может содержать в себе множество топливных смесей, в том числе, топливо с диапазоном концентраций спиртов, таким как различные бензинэтаноловые смеси, включающие в себя E10, E85, бензин, и т.д., и их комбинации. Датчик 106 уровня топлива, расположенный в топливном баке 20, может обеспечивать указание уровня топлива («Входной сигнал уровня топлива») в контроллер 12. Как изображено, датчик 106 уровня топлива может содержать поплавок, присоединенный к переменному резистору. В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы датчиков уровня топлива.
Топливный насос 21 выполнен с возможностью повышать давление топлива, доставляемого на форсунки двигателя 10, такие как примерная форсунка 66. Несмотря на то, что показана одиночная форсунка 66, дополнительные форсунки предусмотрены для каждого цилиндра. Следует понимать, что топливная система 18 может быть безвозвратной топливной системой, возвратной топливной системой или различных других типов топливной системы. Пары, вырабатываемые в топливном баке 20, могут направляться в бачок 22 для паров топлива через трубопровод 31, перед продувкой на впуск 23 двигателя.
Бачок 22 для паров топлива наполнен надлежащим адсорбентом для временного улавливания паров топлива (в том числе, испаренных углеводородов), вырабатываемых во время операций дозаправки топливного бака, а также суточных паров. В одном из примеров, используемым адсорбентом является активированный уголь. Когда условия продувки удовлетворены, к примеру, когда бачок насыщен, пары, накопленные в бачке 22 для паров топлива, могут продуваться на впуск 23 двигателя посредством открытия клапана 112 продувки бачка. Несмотря на то, что показан единственный бачок 22, следует понимать, что топливная система 18 может включать в себя любое количество бачков.
Бачок 22 включает в себя в себя вентиляционный канал 27 для направления газов из бачка 22 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 20. Вентиляционный канал 27 также может позволять свежему воздуху втягиваться в бачок 22 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива на впуск 23 двигателя через линию 28 продувки и клапан 112 продувки. Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 27, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 27 может включать в себя клапан 114 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 22 и атмосферой. Клапан вентиляции бачка также может использоваться для процедур диагностики. Когда включен в состав, клапан вентиляции может открываться во время операций накопления паров топлива (например, во время дозаправки топливного бака, и в то время как двигатель не является работающим), так что воздух, освобожденный от паров топлива после прохождения через бачок, может выталкиваться в атмосферу. Подобным образом, во время операции продувки (например, во время восстановления бачка и в то время как является работающим двигатель), клапан вентиляции может открываться, чтобы предоставлять потоку свежего воздуха возможность вычищать пары топлива, накопленные в бачке.
По существу, система 6 гибридного транспортного средства может иметь сокращенные промежутки времени эксплуатации двигателя вследствие механического привода транспортного средства от системы 8 двигателя во время некоторых условий и от устройства накопления энергии в других условиях. Несмотря на то, что сокращенные промежутки времени снижают общие углеродные выбросы из транспортного средства, они также могут приводить к недостаточной продувке паров топлива из системы контроля выбросов транспортного средства. Чтобы решить эту проблему, изолирующий клапан 110 топливного бака может быть включен в трубопровод 31, так как топливный бак 20 соединен с бачком 22 через клапан. Во время нормальной работы двигателя, изолирующий клапан 110 может удерживаться закрытым для ограничения количества суточных паров, направляемых в бачок 22 из топливного бака 20. Во время операций дозаправки и выбранных условий продувки, изолирующий клапан 110 может временно открываться, например, на некоторую продолжительность времени, чтобы направлять пары топлива из топливного бака 20 в бачок 22. Посредством открытия клапана во время условий продувки, когда давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение (например, выше механического предела давления топливного бака, выше которого топливный бак и другие компоненты топливной системы могут подвергаться механическому повреждению), пары дозаправки топлива могут выпускаться в бачок, и давление в топливном баке может поддерживаться ниже пределов давления. Несмотря на то, что изображенный пример показывает изолирующий клапан 110 расположенным вдоль трубопровода 31, в альтернативных вариантах осуществления, изолирующий клапан может быть установлен на топливном баке 20.
Один или более датчиков 120 давления могут быть соединены с топливным баком 20 для оценки уровня давления или вакуума в топливном баке. Несмотря на то, что изображенный пример показывает датчик 120 давления, соединенный между топливным баком и изолирующим клапаном 110, в альтернативных вариантах осуществления, датчик давления может быть присоединен к топливному баку 20. В кроме того еще других вариантах осуществления, первый датчик давления может быть расположен выше по потоку от изолирующего клапана наряду с тем, что второй датчик давления расположен ниже по потоку от изолирующего клапана, чтобы давать оценку перепада давлений на клапане.
Пары топлива, выпущенные из бачка 22, например, во время операции продувки, могут направляться во впускной коллектор 44 двигателя через магистраль 28 продувки (в материалах настоящего описания также указываемую ссылкой как впускная магистраль 28 отрицательного давления). Поток паров вдоль магистрали 28 продувки может регулироваться клапаном 112 продувки бачка, соединенным между бачком для паров топлива и впуском двигателя. Количество или скорость паров, выпускаемых клапаном продувки бачка, могут определяться дежурным циклом ассоциативно связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, рабочий цикл соленоида клапана продувки бачка может определяться модулем управления силовой передачей (PCM) транспортного средства, таким как контроллер 12, реагирующим на условия эксплуатации двигателя, в том числе, например, условия числа оборотов - нагрузки двигателя, топливо-воздушное соотношение, загрузку бачка, и т.д. Посредством выдачи команды закрытия клапана продувки бачка, контроллер может герметизировать систему восстановления паров топлива от впуска двигателя.
Необязательный обратный клапан бачка может быть включен в линию 28 продувки для предохранения давления во впускном коллекторе от осуществления потока газов в направлении, противоположном потоку продувки. По существу, обратный клапан может быть необходим, если управление клапаном продувки бачка не точно синхронизируется, или сам клапан продувки бачка вынужден открываться высоким давлением во впускном коллекторе. Оценка абсолютного давления в коллекторе (MAP) может получаться с датчика 218 MAP, соединенного с впускным коллектором 44 и поддерживающего связь с контроллером 12. В качестве альтернативы, MAP может логически выводиться из переменных режимов работы двигателя, таких как массовый расход воздуха (MAF), который измеряется датчиком MAF (не показан), соединенным с впускным коллектором.
Топливная система 18 может эксплуатироваться контроллером 12 в множестве режимов посредством избирательной регулировки различных клапанов и соленоидов. Например, топливная система может эксплуатироваться в режиме накопления паров топлива (например, во время операции дозаправки топливного бака и с неработающим двигателем), при этом, контроллер 12 может открывать изолирующий клапан 110 наряду с закрытием клапана 112 продувки бачка (CPV), чтобы направлять пары дозаправки в бачок 22 наряду с предохранением паров топлива от направления во впускной коллектор.
В качестве еще одного примера, топливная система может эксплуатироваться в режиме дозаправки (например, когда дозаправка топливного бака запрошена водителем транспортного средства), при этом, контроллер 12 может открывать изолирующий клапан 110 наряду с сохранением клапана 112 продувки бачка закрытым, чтобы сбрасывать давление топливного бака перед предоставлением топливу возможности добавляться в него. По существу, изолирующий клапан 110 может удерживаться открытым во время операции дозаправки, чтобы предоставлять парам дозаправки возможность накапливаться в бачке. После того, как дозаправка завершена, изолирующий клапан может закрываться.
В качестве еще одного другого примера, топливная система может эксплуатироваться в режиме продувки бачка (например, после того, как была достигнута температура розжига устройства контроля выбросов и при работающем двигателе), при этом, контроллер 12 может открывать клапан 112 продувки бачка наряду с закрытием изолирующего клапана 110. В материалах настоящего описания, вакуум, сформированный впускным коллектором работающего двигателя, может использоваться для втягивания свежего воздуха через вентиляционный канал 27 и через бачок 22 паров топлива, чтобы продувать накопленные пары топлива во впускной коллектор 44. В этом режиме, продутые пары топлива из бачка сжигаются в двигателе. Продувка может продолжаться до тех пор, пока накопленное количество паров топлива в бачке не станет меньшим порогового значения. Во время продувки, изученные количество/концентрация паров могут использоваться для определения количества паров топлива, накопленных в бачке, а затем, в течение более поздней части операции продувки (когда бачок достаточно продут или пуст), обедненные количество/концентрация паров могут использоваться для оценки состояния загрузки бачка паров топлива. Например, один или более датчиков кислорода (не показаны) могут быть соединены с бачком 22 (например, ниже по потоку от бачка), или расположены на впуске двигателя и/или выпуске двигателя, чтобы давать оценку загрузки бачка (то есть, количества паров топлива, накопленных в бачке). На основании загрузки бачка, а кроме того, на основании условий эксплуатации двигателя, таких как условия числа оборотов - нагрузки двигателя, может определяться скорость потока продувки.
Контроллер 12 также может быть выполнен с возможностью периодически выполнять процедуры обнаружения утечки в топливной системе 18 для подтверждения, что топливная система не подвергнута ухудшению работы. По существу, процедуры обнаружения утечки могут выполняться, в то время как двигатель отключен (проверка герметичности при отключенном двигателе), или в то время как двигатель является работающим (как показано на фиг.2). Проверки герметичности, выполняемые, в то время как двигатель является работающим, могут включать в себя приложение положительного давления к топливной системе в течение некоторой продолжительности времени (например, до тех пор, пока не достигнуто целевое давление), а затем, герметизацию топливной системы наряду с контролем изменения давления в топливном баке (например, скорости изменения давления или окончательного значения давления). Проверки герметичности, выполняемые, в то время как двигатель является работающим, также могут включать в себя приложение отрицательного давления к топливной системе в течение некоторой продолжительности времени (например, до тех пор, пока не достигнуто целевой вакуум), а затем, герметизацию топливной системы наряду с контролем изменения давления в топливном баке (например, скорости изменения вакуума или окончательного значения давления).
Посредством выполнения проверки герметичности как положительным, так и отрицательным давлением, малые утечки могут лучше идентифицироваться, поскольку утечки, скрытые приложением положительного давления, могут идентифицироваться при проверке герметичности отрицательным давлением наряду с тем, что утечки, скрытые приложением отрицательного давления, могут идентифицироваться при проверке герметичности положительным давлением. В одном из примеров, каждая из проверок герметизации может выполняться одна за другой, порядок проверок герметичности основан на своевременной благоприятной возможности. Например, если двигатель уже находится в действии с наддувом, когда удовлетворены условия проверки герметичности, проверка герметичности положительным давлением может выполняться до проверки герметичности отрицательным давлением. В другом примере, если двигатель уже вентилируется без наддува, когда удовлетворены условия проверки герметичности, проверка герметичности отрицательным давлением может выполняться раньше проверки герметичности положительным давлением. Таким образом, проверка герметичности положительным давлением может своевременно выполняться во время работы двигателя с наддувом наряду с тем, что проверка герметичности отрицательным давлением может выполняться своевременно во время режимов двигателя с вентиляцией без наддува.
Для выполнения проверки герметичности положительным давлением, положительное давление, вырабатываемое в турбонагнетателе 50, прикладывается к топливной системе. Более точно, форсированный всасываемый воздух может втягиваться выше по потоку от охладителя 54 наддувочного воздуха компрессора вдоль впускной магистрали 26 положительного давления через регулятор 116 и первый обратный клапан 117. Таким образом, существующее оборудование турбонагнетателя может использоваться для приложения положительного давления для проверки положительным давлением, и специальный насос не требуется. По существу, регулятор 116 может быть выполнен с возможностью регулировать давление форсированного всасываемого воздуха, подаваемого в топливный бак 20. В дополнение, первый обратный клапан 117 может быть выполнен с возможностью препятствовать парам топлива из бачка течь в обратном направлении. Во время проверки герметичности положительным давлением, клапан 112 продувки бачка и изолирующий клапан 110 удерживаются открытыми, чтобы позволить положительному давлению из компрессора 74 турбонагнетателя прикладываться к топливному баку 20 через бачок 22. Дополнительно, соленоид вентиляции бачка клапана 114 вентиляции бачка удерживается закрытым. Затем, после того, как было достигнуто пороговое положительное давление в топливном баке, клапан продувки бачка и изолирующий клапан бачка могут закрываться наряду с тем, что стравливание давления в топливном баке контролируется на датчике 120 давления. На основании скорости стравливания и окончательного стабилизированного давления в топливном баке вслед за приложением положительного давления, может определяться наличие утечки топливной системы. Например, в ответ на скорость стравливания, которая является более быстрой, чем пороговая скорость, может определяться утечка, и может указываться ухудшение работы топливной системы.
Для выполнения проверки герметичности отрицательным давлением, отрицательное давление, сформированное на впуске 23 двигателя, прикладывается к топливной системе. Более точно, вакуум может втягиваться из впускного коллектора 44, ниже по потоку от впускного дросселя 62, вдоль впускной магистрали 28 отрицательного давления через второй обратный клапан 118. Впускная магистраль 26 положительного давления топливной системы объединяется с впускной магистралью 28 отрицательного давления в точке выше по потоку от клапана 112 продувки бачка. Во время проверки герметичности отрицательным давлением, клапан 112 продувки бачка и изолирующий клапан 110 удерживаются открытыми, чтобы позволить отрицательному давлению из впуска двигателя прикладываться к топливному баку 20 через бачок 22. Дополнительно, соленоид вентиляции бачка клапана 114 вентиляции бачка удерживается закрытым. Затем, после того, как было достигнуто пороговое отрицательное давление в топливном баке, клапан продувки бачка и изолирующий клапан бачка могут закрываться наряду с тем, что стравливание давления в топливном баке контролируется на датчике 120 давления. На основании скорости стравливания и окончательного стабилизированного давления в топливном баке вслед за приложением отрицательного давления, может определяться наличие утечки топливной системы. Например, в ответ на скорость стравливания, которая является более быстрой, чем пороговая скорость, может определяться утечка, и может указываться ухудшение работы топливной системы.
Изолирующий клапан 110 также может открываться в начале процедуры обнаружения утечки, чтобы предоставлять положительному давлению (из турбонагнетателя) или отрицательному давлению (с впуска двигателя) возможность прикладываться к топливному баку. Вслед за приложением положительного или отрицательного давления, изолирующий клапан может закрываться, чтобы изолировать топливный бак от впуска двигателя и предоставлять изменению давления в топливном баке (например, скорости стравливания давления в топливном баке или скорости стравливания вакуума в топливном баке) возможность контролироваться для идентификации утечки в топливном баке. Изолирующий клапан 110 может быть электромагнитным клапаном, при этом, работа клапана может регулироваться посредством регулировки сигнала возбуждения (или продолжительности времени импульса) специального соленоида. В кроме того еще других вариантах осуществления, топливный бак 20 также может быть сконструирован из материала, который способен конструктивно выдерживать высокие давления в топливном баке, такие как давления в топливном баке, которые выше, чем пороговое значение, и ниже атмосферного давления.
Следует понимать, что топливная система может эксплуатироваться в различных режимах продувки на основании того, происходила ли операция продувки бачка после того, как давление прикладывалось для испытания на утечку, а кроме того, на основании природы прикладываемого давления. Например, контроллер может управлять топливной системой в первом режиме продувки, если операция продувки происходит немедленно после того, как положительное давление прикладывалось для проверки герметичности положительным давлением. В материалах настоящего описания, контроллер может увеличивать продолжительность времени продувки, чтобы компенсировать пары топлива, которые могли быть вытолкнуты из бачка в топливный бак во время проверки герметичности. В еще одном примере, контроллер может управлять топливной системой во втором режиме продувки, если операция продувки происходит немедленно после того, как отрицательное давление прикладывалось для проверки герметичности отрицательным давлением. В материалах настоящего описания, контроллер может уменьшать продолжительность времени продувки, чтобы компенсировать пары топлива, которые могли быть продуты из бачка на впуск двигателя во время проверки герметичности. Если ни положительное, ни отрицательное давление не прикладывалось к топливному баку непосредственно перед продувкой, контроллер может управлять топливной системой в третьем режиме продувки (например, по умолчанию), в котором скорость потока и продолжительность времени продувки основаны на загрузке бачка и условиях эксплуатации двигателя.
Возвращаясь к фиг.1, система 6 транспортного средства дополнительно может включать в себя систему 14 управления. Система 14 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания). В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчик 126 выхлопа, расположенный выше по потоку от устройства контроля выбросов, датчик 128 температуры и датчик 129 давления. Другие датчики, такие как дополнительные датчики давления, температуры, топливовоздушного соотношения и состава, могут быть соединены с различными местоположениями в системе 6 транспортного средства. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы могут включать в себя топливные форсунки 66, компрессор 74, изолирующий клапан 110, клапан 112 продувки и дроссель 62. Система 14 управления может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или управляющей программы, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящего описания в отношении фиг.2-3.
Таким образом, система по фиг.1 дает возможность осуществления способа для форсированного двигателя, в котором ухудшение работы топливной системы указывается в ответ на изменение давления в топливной системе вслед за приложением каждого из положительного давления, вырабатываемого на турбонагнетателе, и отрицательного давления, вырабатываемого на впуске двигателя. Более точно, каждое из положительного и отрицательного давлений прикладываются к топливному баку топливной системы через бачок.
Далее, с обращением к фиг.2, показана примерная процедура 200 для последовательного приложения положительного и отрицательного давления к топливной системе, и идентификации утечки топливной системы на основании изменения давления в топливной системе вслед за приложением положительного или отрицательного давления.
На этапе 202, может подтверждаться, что двигатель является работающим. Если двигатель не является работающим, то, на этапе 203, может выполняться проверка обнаружения утечки при отключенном двигателе. В этом отношении, естественный вакуум, формируемый вследствие падения температуры в системе двигателя и топливном баке вслед за отключением двигателя, может прикладываться к топливному баку, и изменение давления в топливном баке может контролироваться для идентификации утечки. Более точно, если скорость стравливания давления в топливном баке (от уровня вакуума), в то время как двигатель отключен, является более высокой, чем пороговое значение, может определяться утечка топливной системы.
По подтверждению работы двигателя, на этапе 204, может подтверждаться, что были удовлетворены условия обнаружения утечки при включенном двигателе. Таковые, например, могут включать в себя подтверждение, что истекла пороговая продолжительность времени после самой последней проверки герметичности при включенном двигателе. По подтверждению, что условия испытания на герметичность были удовлетворены, на этапе 206, может определяться порядок выполнения проверок герметичности положительным и отрицательным давлением. В одном из примеров, порядок выполнения проверок герметичности одна за другой может быть основан на своевременной благоприятной возможности. Выполнение проверок герметичности на основании благоприятной возможности включает в себя своевременное выполнение проверки герметичности положительным давлением при эксплуатации форсированного двигателя наряду со своевременным выполнением проверки герметичности отрицательным давлением в безнаддувных режимах двигателя. Например, последовательное приложение каждого из положительного давления (из компрессора турбонагнетателя) и отрицательного давления (из впуска двигателя) к топливному баку может включать в себя, во время первого состояния, когда двигатель находится в режиме работы форсированного двигателя, когда удовлетворены условия обнаружения утечки, приложение положительного давления к топливному баку через бачок до приложения отрицательного давления к топливному баку через бачок, и контроль скорости изменения давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления. Затем, во время второго состояния, когда двигатель находится в безнаддувном режиме работы двигателя, когда удовлетворены условия обнаружения утечки, последовательное приложение включает в себя приложение отрицательного давления к топливному баку через бачок перед приложением положительного давления к топливному баку через бачок и контроль скорости изменения давления в топливном баке вслед за применением положительного или отрицательного давления.
На этапе 208, может подтверждаться, должна ли проверка герметичности положительным давлением выполняться раньше проверки герметичности отрицательным давлением. Если да, то, на этапе 210, процедура включает в себя втягивание форсированного всасываемого воздуха ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха компрессора в топливный бак (через бачок) через регулятор и первый обратный клапан. В одном из примеров, контроллер может эксплуатировать топливную систему в первом режиме, с открытым клапаном продувки бачка, чтобы втягивать форсированный всасываемый воздух и выполнять проверку герметичности положительным давлением. По существу, во время приложения положительного давления, клапан продувки бачка (CPV) и изолирующий клапан поддерживаются открытыми наряду с тем, что соленоид вентиляции бачка (CVS) клапана вентиляции бачка поддерживается закрытым. Затем, на этапе 212, наряду с приложением положительного давления, положение впускного дросселя может регулироваться в первом направлении. Более точно, впускной дроссель может регулироваться в направлении к более открытому положению. В материалах настоящего описания, посредством открытия дросселя в большей степени, в то время как форсированный всасываемый воздух втягивается ниже по потоку от компрессора, может компенсироваться переходное изменение уровня всасываемого воздуха двигателя.
В одном из примеров, положительное давление может прикладываться в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока не достигнуто целевое давление в топливном баке. Соответственно, на этапе 213, может определяться, было ли достигнуто целевое давление. Если целевое давление не было достигнуто, положительное давление может продолжать прикладываться до тех пор, пока не достигнуто целевое давление. Как только было достигнуто целевое давление, на этапе 220, клапан продувки бачка может закрываться, чтобы герметизировать топливную систему.
Дополнительно, на этапе 220, может контролироваться давление в топливной системе. В одном из примеров, давление в топливной системе является давлением в топливном баке, оцениваемым датчиком давления, соединенным между топливным баком и бачком. Контроль давления в топливной системе может включать в себя контроль скорости изменения давления в топливном баке и/или контроль стабилизированного давления в топливном баке вслед за приложением положительного давления. В частности, после того, как достигнуто целевое давление в топливном баке, топливный бак может изолироваться от положительного давления. Например, клапан продувки бачка может закрываться для изоляции топливного бака. Дополнительно, изолирующий клапан может поддерживаться открытым наряду с тем, что соленоид вентиляции бачка клапана вентиляции бачка поддерживается закрытым. Вслед за изоляцией топливного бака, может ожидаться, что давление в топливном баке должно приходить в равновесие обратно к атмосферному давлению на определенной скорости (основанной на размере контрольной диафрагмы). Если присутствует утечка, может ожидаться, что давление должно стравливаться до атмосферного давления с более быстрой скоростью.
Соответственно, на этапе 222, скорость изменения давления в топливном баке может определяться и сравниваться с пороговой скоростью. Если скорость изменения давления в топливном баке является большей, чем пороговое значение, то есть, если, вслед за приложением положительного давления, сброс давления в топливном баке является большим, чем пороговое значение, то, на этапе 224, может определяться ухудшение работы топливной системы. В качестве используемой в материалах настоящего описания, скорость изменения может быть абсолютной скоростью изменения (положительного) давления в топливном баке. Ухудшение работы топливной системы может указываться установкой диагностического кода (например, посредством установки светового индикатора неисправной работы). В сравнении, если скорость изменения давления в топливном баке является меньшей, чем пороговое значение, может определяться отсутствие ухудшения работы топливной системы (на основании проверки положительным давлением).
По существу, могут быть условия, где даже если присутствует утечка, наличие положительного давления может скрывать утечку. Таким образом, даже если ухудшение работы топливной системы не определено, на этапе 228, процедура может переходить к подтверждению отсутствия утечек посредством выполнения другой проверки герметичности. В случае, где первая проверка, которая выполнялась, была проверкой положительным давлением, на этапе 228, процедура может включать в себя переход к выполнению проверки герметичности отрицательным давлением, как описано ниже.
Возвращаясь на этапе 208, если проверка герметичности положительным давлением не является первой проверкой, которая должна выполняться, то, на этапе 214, может подтверждаться, что проверка герметичности отрицательным давлением является первой проверкой, которая должна выполняться. Соответственно, на этапе 216, процедура включает в себя втягивание вакуума из впускного коллектора двигателя, ниже по потоку от впускного дросселя, в топливный бак (через бачок) посредством второго обратного клапана. В одном из примеров, контроллер может эксплуатировать топливную систему во втором режиме, с открытым клапаном продувки бачка, чтобы втягивать форсированный всасываемый воздух и выполнять проверку герметичности отрицательным давлением. По существу, во время приложения отрицательного давления, клапан продувки бачка и изолирующий клапан поддерживаются открытыми наряду с тем, что соленоид вентиляции бачка клапана вентиляции бачка поддерживается закрытым. Затем, на этапе 218, наряду с приложением отрицательного давления, положение впускного дросселя может регулироваться во втором направлении, противоположном первому направлению. Более точно, впускной дроссель может регулироваться в направлении к более закрытому положению. В материалах настоящего описания, посредством закрытия дросселя в большей степени, в то время как вакуум втягивается ниже по потоку от дросселя, может компенсироваться переходное изменение уровня воздуха двигателя.
В одном из примеров, отрицательное давление может прикладываться в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока не достигнут целевой вакуум в топливном баке. Соответственно, на этапе 213, может определяться, был ли достигнут целевой вакуум. Если целевой вакуум не был достигнут, отрицательное давление может продолжать прикладываться до тех пор, пока не достигнут целевой вакуум. Как только был достигнут целевой вакуум, на этапе 220, клапан продувки бачка может закрываться, чтобы герметизировать топливную систему.
На этапе 220, может контролироваться давление в топливной системе, такое как давление в топливном баке. Как конкретизировано выше, контроль давления в топливной системе может включать в себя контроль скорости изменения давления в топливном баке и/или контроль стабилизированного давления в топливном баке вслед за приложением отрицательного давления. В частности, после того, как достигнут целевой вакуум в топливном баке, топливный бак может изолироваться от отрицательного давления. Например, клапан продувки и изолирующий клапан бачка могут закрываться для изоляции топливного бака. Вслед за изоляцией топливного бака, может ожидаться, что давление в топливном баке должно приходить в равновесие обратно к атмосферному давлению на определенной скорости (основанной на размере контрольной диафрагмы). Если присутствует утечка, может ожидаться, что давление должно стравливаться до атмосферного давления с более быстрой скоростью.
Соответственно, на этапе 222, скорость изменения давления в топливном баке может определяться и сравниваться с пороговой скоростью. Если скорость изменения давления в топливном баке является большей, чем пороговое значение, то есть, если, вслед за приложением отрицательного давления, падение вакуума в топливном баке является большим, чем пороговое значение, то, на этапе 224, может определяться ухудшение работы топливной системы. В качестве используемой в материалах настоящего описания, скорость изменения может быть абсолютной скоростью изменения (отрицательного) давления в топливном баке. Ухудшение работы топливной системы может указываться установкой диагностического кода (например, посредством установки светового индикатора неисправной работы). В сравнении, если скорость изменения давления в топливном баке является меньшей, чем пороговое значение, может определяться отсутствие ухудшения работы топливной системы (на основании проверки положительным давлением).
По существу, могут быть условия, в которых даже если присутствует утечка, наличие отрицательного давления может скрывать утечку. Таким образом, даже если ухудшение работы топливной системы не определено, на этапе 228, процедура может переходить к подтверждению отсутствия утечек посредством выполнения другой проверки герметичности. В случае, где первая проверка, которая выполнялась, была проверкой отрицательным давлением, на этапе 228, процедура может включать в себя переход к выполнению проверки герметичности положительным давлением, как описано выше.
Следует понимать, что утечка топливной системы может подтверждаться, если проверка герметичности положительным давлением или отрицательным давлением указывает ухудшение работы топливной системы. Кроме того, несмотря на то, что изображенный пример показывает ухудшение работы топливной системы, указываемое в ответ на скорость изменения давления в топливном баке, являющуюся большей, чем пороговое значение (вслед за приложением положительного или отрицательного давления), в других вариантах осуществления, давлению в топливном баке может быть предоставлена возможность стабилизироваться, и стабилизированное значение давления может сравниваться с опорным значением, таким как полученным с контрольной диафрагмой. В этом отношении, вслед за приложением положительного давления, если стабилизированное значение давления в топливном баке находится на или является большим опорного значения, может определяться отсутствие ухудшения работы топливной системы наряду с тем, что утечка топливной системы может указываться, если стабилизированное давление в топливном баке является меньшим опорного значения. В качестве альтернативы, вслед за приложением отрицательного давления, если стабилизированное значение давления в топливном баке находится на или является меньшим опорного значения, может определяться отсутствие ухудшения работы топливной системы наряду с тем, что утечка топливной системы может указываться, если стабилизированное давление в топливном баке является большим опорного значения.
Как дополнительно конкретизировано со ссылкой на фиг.3, операция продувки бачка топливной системы может регулироваться, если она непосредственно предварена проверкой герметичности, регулировка основана на том, положительное давление или отрицательное давление прикладывалось к топливному баку через бачок во время непосредственно предшествующей проверки герметичности. По существу, пары топливного бака могут втягиваться из бачка во впускной коллектор, либо выталкиваться из бачка в топливный бак, на основании природы давления, прикладываемого во время проверки герметичности. Таким образом, продолжительность времени и/или скорость потока операции продувки могут регулироваться на основании того, положительное или отрицательное давление прикладывалось во время проверки герметичности, непосредственно предшествующей операции продувки.
Таким образом, каждое из положительного давления из компрессора турбонагнетателя и отрицательного давления с впуска двигателя может последовательно прикладываться к топливному баку, и ухудшение работы топливной системы может определяться на основании давления в топливном баке вслед за приложением положительного или отрицательного давления.
Далее, с обращением к фиг.3, показана примерная процедура 300 для регулировки работы продувки на основании того, выполнялась ли проверка герметизации непосредственно перед запросом продувки, и дополнительно на основании природы давления (положительного или отрицательного), которое прикладывалось к топливной системе во время проверки герметичности.
На этапе 302, могут оцениваться и/или измеряться условия эксплуатации двигателя. Таковые, например, могут включать в себя условия числа оборотов-нагрузки двигателя, загрузку бачка, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора выхлопа, уровень наддува, барометрическое давление, и т.д. На этапе 304, могут подтверждаться условия продувки. Например, условия продувки могут подтверждаться, если загрузка бачка является большей, чем пороговое значение, если истекла пороговая продолжительность времени после последней продувки бачка, и температура каталитического нейтрализатора выхлопа является большей, чем температура розжига. Если условия продувки не подтверждены, процедура может заканчиваться.
По подтверждению условий продувки, на этапе 306, может определяться, выполнялась ли недавно проверка герметичности положительным давлением. Например, может определяться, выполнялась ли проверка герметичности положительным давлением непосредственно перед тем, как были удовлетворены условия продувки, при этом, форсированный всасываемый воздух втягивался ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха компрессора в топливный бак через бачок. По существу, если положительное давление прикладывалось к топливному баку через бачок во время непосредственно предшествующей проверки герметичности, то пары топлива, накопленные в бачке, могли быть вытолкнуты в топливный бак, и таким парам топлива может требоваться повторно поглощаться в бачке и продуваться в двигатель. Таким образом, если непосредственно предшествующая проверка герметичности была проверкой герметичности положительным давлением, то, на этапе 307, контроллер может эксплуатировать топливную систему в первом режиме продувки. В этом отношении, когда продувка выполняется после приложения положительного давления к топливной системе, продувка продолжается в течение большей продолжительности времени, чтобы компенсировать пары топлива, которые могли быть вытолкнуты из бачка в топливный бак, и которым может требоваться втягиваться обратно.
Если последняя проверка положительным давлением не подтверждена на этапе 306, то, на этапе 308, может определяться, выполнялась ли недавно проверка герметичности отрицательным давлением. Например, может определяться, выполнялась ли проверка герметичности отрицательным давлением непосредственно перед тем, как были удовлетворены условия продувки, при этом, вакуум впускного коллектора втягивался ниже по потоку от впускного дросселя в топливный бак через бачок. По существу, если отрицательное давление прикладывалось к топливному баку через бачок во время непосредственно предшествующей проверки герметичности, то пары топлива, накопленные в бачке, могли быть втянуты во впускной коллектор двигателя во время проверки герметичности, и таким парам топлива может не требоваться повторно продуваться в двигатель. Таким образом, если непосредственно предшествующая проверка герметичности была проверкой герметичности отрицательным давлением, то, на этапе 309, контроллер может приводить в действие топливную систему во втором режиме продувки. В этом отношении, когда продувка выполняется после приложения отрицательного давления к топливной системе, продувка продолжается в течение меньшей продолжительности времени, чтобы компенсировать пары топлива, которые уже могли быть вытянуты из бачка во время проверки герметичности.
Если последняя проверка герметичности отрицательным давлением не подтверждена на этапе 308, то, на этапе 310, процедура включает в себя приведение в действие топливной системы в третьем режиме продувки в ответ на ни одну проверку герметичности, не выполняемую непосредственно перед операцией продувки. В материалах настоящего описания, скорость и продолжительность времени потока продувки у продувки могут регулироваться только на основании оцененных условий эксплуатации, таких как оцененная загрузка бачка, состояние числа оборотов нагрузки двигателя, и т.д. В одном из примеров, третий режим продувки может быть режимом продувки по умолчанию, который используется во время операций продувки. Контроллер может быть выполнен с возможностью переключать режимы продувки с третьего режима по умолчанию на любой из первого или второго режима продувки на основании того, выполнялась ли недавно проверка герметичности, а кроме того, на основании того, положительное или отрицательное давление прикладывалось к топливной системе во время проверки герметичности.
Следует понимать, что, несмотря на то, что пример иллюстрирует увеличение продолжительности времени продувки в ответ на положительное давление, прикладываемое перед продувкой, наряду с уменьшением продолжительности времени продувки в ответ на отрицательное давление, прикладываемое перед продувкой, в альтернативных вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью уменьшать продолжительность времени продувки в ответ на приложение положительного давления перед продувкой наряду с увеличением продолжительности времени продувки в ответ на отрицательное давление, прикладываемое перед продувкой. Например, во время второго режима продувки, приложение отрицательного давления к топливному баку может втягивать дополнительные пары топливного бака в бачок и повышать загрузку бачка. Таким образом, продолжительность времени продувки во время второго режима продувки может увеличиваться для компенсации дополнительной загрузки бачка.
Таким образом, посредством регулировки операции продувки немедленно вслед за проверкой герметичности на основании природы прикладываемого давления, продувка бачка может улучшаться и лучше согласовываться с проверками герметичности топливной системы.
Далее, с обращением к фиг.4, примерная проверка герметичности положительным давлением показана на временной диаграмме 400. Более точно, указание того, когда выполняется проверка герметичности предоставлено на графике 402, указание (открытого или закрытого) состояния клапана продувки бачка (CPV) предоставлено на графике 404, указание (открытого или закрытого) состояния соленоида вентиляции бачка (CVS), соединенного с клапаном вентиляции бачка, предоставлено на графике 405, изменения давления в топливном баке вслед за приложением положительного давления показаны на графиках 406 и 407, и положение дросселя показано на графике 408. Все графики графически изображены по времени вдоль оси x.
До момента времени t1, двигатель может быть работающим с закрытым CPV и открытым соленоидом вентиляции бачка, и не выполняется никакой проверки герметичности. В момент времени t1, условия проверки герметичности могут быть удовлетворены, и может инициироваться проверка герметичности положительным давлением (график 402). Соответственно, CPV может открываться (график 404) на продолжительность времени d1 (от момента времени t1 до момента времени t2), в течение которой положительное давление (или форсированный всасываемый воздух) втягивается ниже по потоку от охладителя наддувочного форсированного воздуха компрессора и прикладывается к топливному баку через бачок. В течение этого времени, давление в топливном баке постепенно повышается до тех пор, пока не достигнуто целевое давление в топливном баке в момент времени t2 (график 406). В этот момент (в момент времени t2), CPV закрывается, чтобы изолировать топливный бак от прикладываемого положительного давления. Дополнительно, во время проверки герметичности положительным давлением, изолирующий клапан может быть открыт (не показано) наряду с тем, что соленоид вентиляции бачка клапана вентиляции бачка поддерживается закрытым в течение всей продолжительности времени проверки герметичности (график 405). Между моментом времени t1 и моментом времени t2, в то время как форсированный всасываемый воздух направляется в топливный бак, положение дросселя может регулироваться в направлении к более открытому положению, чтобы позволять поддерживаться уровню заряда воздуха двигателя. После этого (после момента времени t2), может возобновляться исходное положение дросселя.
В момент времени t2, после закрытия CPV, контролируется изменение давления в топливном баке вслед за приложением положительного давления. В изображенном примере, контролируется скорость стравливания давления в топливном баке (в направлении к атмосферному давлению). В отсутствие утечки, давление в топливном баке может стравливаться с более низкой скоростью (например, более медленной, чем пороговая скорость) и стабилизироваться на более высоком значении давления (например, на или выше опорного значения), как показано графиком 406 (сплошной линией). Однако, в присутствии утечки, давление может стравливаться на более быстрой скорости (например, более быстрой, чем пороговая скорость) и стабилизироваться на более низком значении давления (например, ниже опорного значения), как показано графиком 407 (пунктирной линией). В ответ на обнаружение утечки, ухудшение работы топливной системы указывается установкой диагностического кода.
Далее, с обращением к фиг.5, примерная проверка герметичности отрицательным давлением показана на временной диаграмме 500. Более точно, указание того, когда выполняется проверка герметичности предоставлено на графике 502, указание (открытого или закрытого) состояния клапана продувки бачка (CPV) предоставлено на графике 504, указание (открытого или закрытого) состояния соленоида вентиляции бачка (CVS), соединенного с клапаном вентиляции бачка, предоставлено на графике 505, изменения вакуума в топливном баке вслед за приложением отрицательного давления показаны на графиках 506 и 507, и положение дросселя показано на графике 508. Все графики графически изображены по времени вдоль оси x.
До момента времени t1, двигатель может быть работающим с закрытым CPV и открытым соленоидом вентиляции бачка, и не выполняется никакой проверки герметичности. В момент времени t1, условия проверки герметичности могут быть удовлетворены, и может инициироваться проверка герметичности отрицательным давлением (график 502). Соответственно, CPV может открываться (график 504) на продолжительность времени d1 (от момента времени t1 до момента времени t2), в течение которой отрицательное давление (или вакуум) втягивается из впускного коллектора двигателя и прикладывается к топливному баку через бачок. В течение этого времени, давление в топливном баке постепенно снижается до тех пор, пока не достигнут целевой вакуум в топливном баке в момент времени t2 (график 506). В этот момент (в момент времени t2), CPV закрывается, чтобы изолировать топливный бак от прикладываемого отрицательного давления. Дополнительно, во время проверки герметичности отрицательным давлением, изолирующий клапан может быть открыт (не показано) наряду с тем, что соленоид вентиляции бачка клапана вентиляции бачка поддерживается закрытым в течение всей продолжительности времени проверки герметичности (график 505). Между моментом времени t1 и моментом времени t2, в то время как вакуум на впуске прикладывается к топливному баку, положение дросселя может регулироваться в направлении к более закрытому положению, чтобы позволять поддерживаться уровню заряда воздуха двигателя. После этого (после момента времени t2), может возобновляться исходное положение дросселя.
В момент времени t2, после закрытия CPV, контролируется изменение давления в топливном баке вслед за приложением отрицательного давления. В изображенном примере, контролируется скорость стравливания давления в топливном баке (в направлении к атмосферному давлению). В отсутствие утечки, давление в топливном баке может стравливаться с более низкой скоростью (например, более медленной, чем пороговая скорость) и стабилизироваться на более низком значении давления (например, на или ниже опорного значения), как показано графиком 506 (сплошной линией). Однако, в присутствии утечки, давление может стравливаться на более быстрой скорости (например, более быстрой, чем пороговая скорость) и стабилизироваться на более высоком значении давления (например, выше опорного значения), как показано графиком 507 (пунктирной линией). В ответ на обнаружение утечки, ухудшение работы топливной системы указывается установкой диагностического кода.
Таким образом, существующее оборудование двигателя может использоваться для выполнения проверки герметичности топливной системы. Более точно, положительное давление, вырабатываемое в существующем компрессоре турбонагнетателя двигателя, может своевременно использоваться для выполнения проверки герметичности положительным давлением, снижая необходимость в специальном насосе положительного давления. Посредством использования существующих компонентов, может быть предоставлена безнасосная система обнаружения утечек. По существу, это дает выигрыши по компонентам и снижению стоимости. Посредством последовательного приложения положительного и отрицательного давления к топливному баку, утечки, скрытые приложением положительного давления, могут идентифицироваться проверкой герметичности отрицательным давлением наряду с тем, что утечки, скрытые приложением отрицательного давления, могут идентифицироваться проверкой герметичности положительным давлением. Посредством улучшения обнаружения утечек, могут улучшаться выхлопные выбросы.
Отметим, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Конкретные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Кроме того, одна или более различных конфигураций системы могут использоваться в комбинации с одной или более описанными диагностическими процедурами. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего изобретения.