СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ТОПЛИВА В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ
FUEL LEAK DETECTION SYSTEMS TO VEHICLE WITH HYBRID DRIVE

Изобретение относится к системе для обнаружения утечек топлива в транспортном средстве с гибридным приводом, например автомобиле с гибридным приводом.
Транспортные средства могут быть оборудованы системой улавливания паров топлива для снижения выпуска паров топлива в атмосферу. Например, испаряющиеся углеводороды (НС) из топливного бака могут быть собраны в соответствующем бачке, заполненном адсорбентом, который поглощает и накапливает испарения. Во время работы двигателя система улавливания паров топлива направляет испарения во впускной коллектор двигателя для использования в качестве топлива. Однако утечка в системе понижения токсичности выхлопа может привести к непреднамеренному выбросу паров топлива в атмосферу.
Для обнаружения подобных утечек были использованы разные способы, один из которых показан в патенте США № 7107759. В указанном документе описано использование вакуумного насоса усилителя тормозного привода при остановленном двигателе для создания отрицательного давления в топливной системе. Таким образом, утечки в топливной системе можно выявить по скорости уменьшения применяемого вакуума. Это позволяет использовать один вакуумный насос для и усиления торможения, и обнаружения утечек.
Однако был обнаружен ряд недостатков такого метода. В качестве примера, для выполнения действий по обнаружению утечки, вакуумный насос должен работать, потребляя энергию транспортного средства и уменьшая экономию топлива. В другом примере некоторые виды утечки могут быть скрыты при отрицательном давлении. Если утечка остается невыявленной, выбросы отработавших газов могут иметь худшие характеристики.
Некоторые из указанных проблем могут быть решены с помощью способа эксплуатации двигателя, в котором определяют снижение эффективности топливной системы по изменению давления в топливной системе при положительном давлении, созданном вакуумным насосом с электроприводом. Таким образом, для обнаружения утечек в топливной системе может применяться воздух, выходящий из вакуумного насоса.
Для реализации такого способа может быть использована система двигателя, которая содержит вакуумный насос, выполненный с возможностью подачи отрицательного давления на устройство потребления вакуума (например, усилитель тормозного привода транспортного средства). Вакуумный насос может быть соединен с топливной системой таким образом, чтобы во время работы вакуумного насоса для подачи отрицательного давления на устройство потребления вакуума отработанный воздух из насоса мог быть направлен в топливную систему. Например, отработанный воздух может использоваться в бачке топливной системы для повышения давления в топливном баке. При применении положительного давления можно контролировать скорость понижения давления. Если скорость понижения давления превышает пороговое значение, можно выявить утечку в топливной системе. Вакуумный насос может также использоваться для создания отрицательного давления в топливной системе для последовательного выполнения испытаний на утечку при отрицательном и положительном давлении. При применении отрицательного давления можно контролировать скорость понижения отрицательного давления и выявить утечку в топливной системе, если скорость понижения отрицательного давления превышает пороговое значение.
Таким образом, работа вакуумного насоса может быть синергетически связана с испытанием на утечку в топливной системе при положительном давлении. За счет использования положительного давления из вакуумного насоса для испытания на утечку в топливной системе, когда насос работает для создания отрицательного давления в вакуумном приводе, вакуумный насос с электроприводом можно включать реже. Сокращая частоту использования вакуумного насоса с электроприводом, можно продлить срок его службы. Кроме того, поскольку пары топлива не проходят через насос, не возникают проблемы, касающиеся совместимости материалов. При использовании вакуумного насоса для выполнения испытания на утечку при отрицательном давлении могут быть обнаружены утечки, не заметные при испытании при положительном давлении, и наоборот, что повышает точность выявления утечки. При использовании одного насоса для каждого испытания на утечку при положительном и отрицательном давлении, а также для создания отрицательного давления для других приводов двигател можно достичь преимуществ восстановления компонентов.
В свете всего вышесказанного, согласно объекту настоящего изобретения создана система для обнаружения утечек топлива в транспортном средстве с гибридным приводом, содержащая:
двигатель, включающий в себя впускной коллектор;
топливную систему, включающую в себя топливный бак, соединенный с бачком, соединенным с впускным коллектором через продувочный клапан бачка;
устройство потребления вакуума;
вакуумный насос с электроприводом, имеющий первое выпускное отверстие для подачи вакуума и второе выпускное отверстие для выпуска воздуха, причем первое выпускное отверстие выполнено с возможностью выборочного соединения с устройством потребления вакуума или топливной системой, а второе выпускное отверстие выполнено с возможностью выборочного соединения с топливной системой или впускным коллектором;
датчик давления, соединенный с топливной системой, для определения давления в топливной системе; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями для:
направления вакуума из первого выпускного отверстия вакуумного насоса к устройству потребления вакуума вместе с направлением воздуха из второго выпускного отверстия вакуумного насоса к бачку для приложения положительного давления к топливной системе, включая открывание продувочного клапана бачка и закрывание как первого соленоидного клапана, расположенного между первым выпускным отверстием и топливной системой, так и второго соленоидного клапана, расположенного между вторым выпускным отверстием и впускным коллектором, а также указания на утечку в топливной системе на основе значения скорости снижения давления в топливной системе после приложения положительного давления; и
направления вакуума из первого выпускного отверстия насоса к бачку вместе с направлением воздуха из второго выпускного отверстия к впускному коллектору для приложения отрицательного давления к топливной системе, включая зарывание продувочного клапана бачка и открывание как первого соленоидного клапана, расположенного между первым выпускным отверстием и топливной системой, так и второго соленоидного клапана, расположенного между вторым выпускным отверстием и впускным коллектором, а также указания на утечку в топливной системе на основе значения скорости снижения вакуума в топливной системе после приложения отрицательного давления.
Предпочтительно, давление в топливной системе представляет собой давление в топливном баке, а датчик давления установлен между топливным баком и бачком.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое изложение сущности изобретения представлено для описания в упрощенной форме ряда выбранных концепций, дальнейшее изложение которых приводится ниже в подробном описании. Краткое раскрытие сущности изобретения не направлено на определение основных или существенных характеристик заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определяется формулой изобретения. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами реализации изобретения, устраняющими какой-либо из недостатков, указанных выше или в любой части данного раскрытия изобретения.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематическое изображение транспортного средства, содержащего двигатель, топливную систему и вакуумный насос с электроприводом;
Фиг. 2 - высокоуровневая блок-схема, представляющая собой процедуру, выполняемую для подачи положительного или отрицательного давления из вакуумного насоса в топливную систему для испытания на утечку; и
Фиг. 3 - примеры испытания на утечку при положительном и отрицательном давлении.
Изобретение предназначено для выявления утечки в топливной системе, соединенной с двигателем, например топливной системе на Фиг. 1. Испытание на утечку при положительном давлении может быть рационально выполнено во время запуска вакуумного насоса с использованием воздуха, выходящего из вакуумного насоса. Испытание на утечку при отрицательном давлении может быть выполнено с помощью разрежения на впуске двигателя или на выпуске вакуумного насоса. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять программы управления, например порядок действий на Фиг. 2, чтобы направлять в топливную систему воздух, выходящий из вакуумного насоса, когда он работает для обеспечения разрежения для потребителя в системе двигателя, таким образом повышая давление в топливной системе. Утечки в топливной системе выявляют по скорости последующего понижения давления. Контроллер может также использовать разрежение в работающем двигателе или вакуумном насосе для бачка топливной системы, чтобы создать разрежение в топливной системе. Утечка в топливной системе может быть выявлена по скорости последующего понижения степени разрежения. Пример испытания на утечку описан на Фиг. 3. Таким образом, утечки в топливной системе могут быть обнаружены при менее частом применении вакуумного насоса.
На Фиг. 1 показано схематическое изображение системы 6 транспортного средства с гибридным приводом, которое получает тяговую мощность от системы 8 двигателя и/или от бортового устройства накопления энергии (не показано), например системы аккумуляторов. Устройство преобразования энергии, например, генератор (не показан), может поглощать энергию от движения транспортного средства и/или работы двигателя, а затем преобразовывать поглощенную энергию в энергию, подходящую для сохранения устройством накопления энергии.
Система 8 двигателя включает в себя двигатель 10 и несколько цилиндров 30. Двигатель 10 имеет впускную систему 23 и выпускную систему 25. Впускная система 23 двигателя содержит 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. Выпускная система 25 двигателя включает в себя выхлопной коллектор 48, ведущий к выхлопному каналу 35, который направляет выхлопные газы в атмосферу. Выпускная система 25 двигателя может включать в себя одно или несколько устройств 70 для снижения токсичности выхлопа, установленных близко к двигателю. Одно или несколько устройств 70 для снижения токсичности выхлопа могут представлять собой трехкомпонентный нейтрализатор, ловушку обедненного NOx, дизельный сажевый фильтр, катализатор окисления и т.д. Следует понимать, что двигатель может содержать и другие компоненты, например, различные клапаны и датчики, описанные далее. В некоторых вариантах воплощения, когда система 8 двигателя имеет наддув, она также может содержать устройство создания наддува, например турбонагнетатель (не показан).
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 заправки топливного бака топливо может быть накачано в транспортное средство из внешнего источника через заправочный люк 108. Топливный бак 20 может вмещать несколько вариантов топливных смесей, включая топливо с широким диапазоном концентраций спирта, такое как, различные смеси этанол-бензин, включая Е10, Е85, газолин и т.д., а также их комбинации. Датчик 106 уровня топлива, расположенный в топливном баке 20, передает значение уровня топлива («сигнал об уровне топлива») на контроллер 12. Как показано на рисунке, датчик 106 уровня топлива может представлять собой поплавок, соединенный с переменным резистором. Также могут быть использованы другие типы датчиков уровня топлива.
Топливный насос 21 выполнен с возможностью повышать давление топлива, подаваемого на инжекторы двигателя 10, например топливную форсунку 66. Хотя на чертеже показана только одна форсунка 66, для каждого цилиндра предусмотрены отдельные форсунки. Следует понимать, что топливная система 18 может представлять собой безвозвратную систему подачи топлива, возвратную систему подачи топлива или другие типы систем подачи топлива. Испарения, образуемые в топливном баке 20, направляются в бачок 22 для паров топлива через трубку 31 перед выпуском во впускную систему 23 двигателя.
Бачок 22 для паров топлива заполнен соответствующим адсорбентом для временного поглощения паров топлива (включая испаренные углеводороды), образующихся во время заправки топливного бака, а также суточных испарений. В одном примере в качестве адсорбента используется активированный уголь. Когда имеются условия для выполнения продувки, например, когда бачок насыщен парами, испарения, накопленные в бачке 22 для паров топлива, могут быть направлены во впускную систему 23 двигателя с помощью открывания продувочного клапана 112. Хотя на чертеже показан только один бачок 22, следует понимать, что топливная система 18 может иметь несколько бачков.
Бачок 22 имеет вентиляционный канал 27 для направления газов из бачка 22 в атмосферу при накоплении или поглощении паров топлива из топливного бака 20. Вентиляционный канал 27 также позволяет подавать воздух в бачок 22 для паров топлива во время продувки накопленных паров топлива во впускную систему 23 двигателя через продувочную линию 28 и продувочный клапан 112. Несмотря на то, что в этом примере показан вентиляционный канал 27, пропускающий свежий ненагретый воздух, могут быть использованы и различные другие модификации. Вентиляционный канал 27 может иметь вентиляционный клапан 114 для регулировки потока воздуха и испарений между бачком 22 и атмосферой. Вентиляционный клапан бачка может также использоваться для диагностических операций. Вентиляционный клапан может быть открыт во время накопления паров топлива (например, во время заправки топливного бака при остановленном двигателе), чтобы воздух, не содержащий паров топлива, проходя через бак, вытеснялся в атмосферу. Аналогично, во время продувки (например, осуществления регенерации в бачке при работающем двигателе), вентиляционный клапан может быть открыт, чтобы поток свежего воздуха мог вытеснить накопленные в бачке пары топлива.
Соответственно, система 6 транспортного средства с гибридным приводом позволяет сократить время работы двигателя благодаря запуску двигателя с помощью системы 8 двигателя в одних условиях и с помощью устройства накопления энергии при других условиях. Поскольку сокращение времени работы двигателя снижает общий выброс углеводородов из транспортного средства, это также может привести к недостаточному очищению паров топлива из системы понижения токсичности выхлопа. Изолирующий клапан 110 топливного бака может быть установлен в трубопроводе 31 таким образом, чтобы топливный бак 20 был соединен с бачком 22 через этот клапан. Во время нормальной работы двигателя, изолирующий клапан 110 может оставаться закрытым, чтобы ограничить поступление суточных испарений или испарений от «потерь при работе», направленных к бачку 22 из топливного бака 20. Во время заправки топливом и при выбранных условиях продувки, изолирующий клапан 110 может быть временно открыт, например, для направления паров топлива из топливного бака 20 в бачок 22. При открывании клапана в условиях продувки, когда давление в топливном баке превышает пороговое значение (например, выше предела механического давления в топливном баке, при котором топливный бак и другие элементы топливной системы могут быть механически повреждены), испарения заправляемого топлива могут попасть в бачок, и давление в топливном баке можно поддерживать на уровне ниже предельного давления. На изображенном примере показан изолирующий клапан 110, расположенный в трубопроводе 31, но в других вариантах воплощения изолирующий клапан может быть установлен в топливном баке 20.
Один или несколько датчиков 120 давления могут быть соединены с топливной системой 18 для оценки давления в топливной системе. В одном примере, давление в топливной системе представляет собой давление в топливном баке, а датчик 120 давления представляет собой датчик давления, соединенный с топливным баком 20 для оценки давления в топливном баке или определения степени разрежения.
Несмотря на то что на чертеже показан датчик 120 давления, соединенный с топливным баком и бачком 22, а именно, между топливным баком и изолирующим клапаном 110, то в других вариантах воплощения датчик давления может быть соединен непосредственно с топливным баком 20. В других вариантах воплощения первый датчик давления может быть расположен выше по потоку изолирующего клапана (между изолирующим клапаном и бачком), а второй датчик давления может быть расположен ниже по потоку изолирующего клапана (между изолирующим клапаном и топливным баком) для оценки перепада давления на клапане.
Пары топлива, высвобождаемые из бачка 22, например, во время продувки могут быть направлены во впускной коллектор 44 двигателя через продувочный трубопровод 28. Поток испарений в продувочном трубопроводе 28 может регулироваться продувочным клапаном 112 бачка, установленным между бачком для паров топлива и впускной системой двигателя. Количество и скорость испарений, выходящих из бачка через продувочный клапан, могут быть определены рабочим циклом электромагнита продувочного клапана (не показан). По существу, рабочий цикл электромагнита продувочного клапана в клапане бачка может быть определен с помощью блока управления трансмиссией (РСМ) транспортного средства, например контроллера 12, чувствительного к режимам работы двигателя, включая, например, условия нагрузки/частоты вращения двигателя, воздушно-топливный коэффициент, загрузку бака и т.д. При отправке команды на закрывание продувочного клапана бачка контроллер может изолировать систему восстановления паров топлива от впускной системы двигателя. В продувочном трубопроводе 28 может быть установлен обратный клапан бачка (не показан) для того, чтобы предотвратить прохождение газа в направлении, противоположном направлению продувочного потока из-за давления во впускном коллекторе. Соответственно, обратный клапан необходим, если контроль продувочного клапана бачка не отрегулирован по времени или сам продувочный клапан может быть принудительно открыт при высоком давлении во впускном коллекторе. Оценка абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) или разрежения в коллекторе (ManVac) выполняется с помощью датчика 118 MAP, соединенного с впускным коллектором 44 и регулируемого контроллером 12. В качестве альтернативы, абсолютное давление MAP может быть получено в дополнительных режимах работы двигателя, например, при массовом расходе воздушного потока (MAF), измеряемого датчиком MAF (не показан), соединенным с впускным коллектором.
Работой топливной системы 18 в разных режимах может управлять контроллер 12 путем избирательного регулирования различных клапанов и электромагнитов. Например, топливная система может работать в режиме накопления паров топлива (например, во время заправки топливного бака при остановленном двигателе), в котором контроллер 12 может открывать изолирующий клапан 110, закрывая продувочный клапан 112 бачка (CPV), чтобы направить испарения в бачок 22, препятствуя попаданию паров топлива во впускной коллектор.
В другом примере, топливная система работает в режиме заправки (например, когда заправка топливного бака регулируется водителем), в котором контроллер 12 может открыть изолирующий клапан 110, оставляя продувочный клапан 112 бачка закрытым, чтобы сбросить давление в топливном баке перед осуществлением заправки топлива. Соответственно, изолирующий клапан 110 может оставаться открытым во время заправки для накопления испарений в бачке. По окончании заправки изолирующий клапан может быть закрыт.
В другом примере, топливная система может работать в режиме продувки бачка (например, при достижении температуры отключения устройства для снижения токсичности выхлопа при работающем двигателе), в котором контроллер 12 может открывать продувочный клапан 112 бачка, закрывая изолирующий клапан 110. При этом разрежение, созданное впускным коллектором работающего двигателя, может быть использовано для притока воздуха через вентиляционный канал 27 и через бачок 22 для паров топлива, чтобы вытеснить накопленные пары топлива во впускной коллектор 44. В этом режиме, продуваемые пары топлива из бачка сгорают в двигателе. Продувка может продолжаться до тех пор, пока уровень накопленных паров топлива в бачке не будет ниже порогового значения. Во время продувки установленное значение/концентрация пара может использоваться для определения уровня паров топлива, накопленных в бачке, а затем, в ходе следующих этапов продувки (когда бачок продут или пуст), установленное значение/концентрация пара может использоваться для оценки уровня заполнения бачка для паров топлива. Например, один или несколько датчиков содержания кислорода (не показаны) могут быть соединены с бачком 22 (например, ниже по потоку относительно бачка) или расположены во впускной и/или выпускной системе двигателя для оценки загрузки бачка (т.е. количества паров топлива в бачке). На основании загрузки бачка и режима работы двигателя, например, условиях скорости/нагрузки двигателя, можно определить скорость продувочного потока.
Контроллер 12 может также быть выполнен с возможностью периодически выполнять действия по обнаружению утечки в топливной системе 18 и подтверждать отсутствия износа в топливной системе. Соответственно, действия по обнаружению утечки могут быть выполнены при работающем двигателе транспортного средства (например, в режиме работы двигателя транспортного средства с гибридным приводом) или с остановленным двигателем (например, в режиме работы от аккумулятора транспортного средства с гибридным приводом). Испытания на утечку, выполняемые при остановленном двигателе, включают в себя применение положительного давления в топливной системе в течение продолжительного периода времени (например, до достижения заданного давления в топливном баке), а затем герметизацию топливной системы с наблюдением изменения давления в топливном баке (например, скорость изменения давления или значение конечного давления). Испытания на утечку, выполненные при остановленном двигателе, также включают в себя создание отрицательного давления в топливной системе в течение продолжительного периода времени (например, до достижения заданного степени разрежения в топливном баке), а затем герметизацию топливной системы с наблюдением за изменением давления в топливном баке (например, скорость изменения степени разрежения или значения конечного давления). При выполнении испытаний на утечку при положительном и отрицательном давлении небольшие утечки могут быть обнаружены быстрее, так как утечки, скрытые применением положительного давления, могут быть обнаружены в рамках испытания на утечку при отрицательном давлении, в то время как утечки, скрытые применением отрицательного давления, могут быть обнаружены в рамках испытания на утечку при положительном давлении.
Система 8 двигателя включает в себя одно или несколько устройств потребления вакуума 74, 75. Вакуумный насос 76 с электроприводом соединен с устройствами потребления вакуума 74, 75 и создает разрежение для работы или запуска устройств потребления вакуума. В показанном примере, вакуумный насос 76 с электроприводом использует питание от устройства накопления энергии. В первом примере, устройство 74 потребления вакуума представляет собой усилитель тормозного привода, где вакуумный насос 76 срабатывает в ответ на нажатие педали тормоза. Например, усилитель тормозного привода может включать в себя внутренний вакуумбачок, который увеличивает силу, применяемую водителем 15 через педаль 150 тормоза для торможения транспортного средства (не показано). Положение педали 150 тормоза можно контролировать с помощью датчика 152 положения тормозной педали. Вакуумный насос 76 с электроприводом можно активировать с помощью сигнала управления от контроллера 12 для подачи вакуума к усилителю тормозного привода. Устройство 75 потребления вакуума может представлять собой альтернативный потребитель вакуума, такой как привод регулятора скорости или заслонки системы вентиляции и кондиционирования.
Было обнаружено, что при включении вакуумного насоса 76 для подачи вакуума к устройству 74 потребления вакуума, воздух, выходящий из вакуумного насоса, может направляться в бачок 22 для повышения давления в топливной системе 18. В частности, вакуумный насос может работать, и при направлении вакуума от первого выпускного отверстия насоса к устройству потребления вакуума, воздух, выходящий из второго выпускного насоса, может направляться к бачку 22 топливной системы 18. Это позволяет использовать положительное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, в топливной системе. При выполнении испытания на утечку при положительном давлении во время работы вакуумного насоса возникают взаимоусиливающие преимущества. Если условия испытания на утечку не соблюдены, отработанный воздух из вакуумного насоса может быть направлен к впускному коллектору 44 по продувочному трубопроводу 28 за счет открывания соленоидного клапана 113 и закрывания продувочного клапана 112 бачка. В других условиях, например, при выполнении испытания на утечку при отрицательном давлении, вакуумный насос может направлять вакуум из первого выпускного отверстия насоса в бачок 22 топливной системы 18. После применения отрицательного давления, созданного вакуумным насосом с электроприводом, наблюдается понижение эффективности топливной системы при изменении давления в топливной системе.
Каждое испытание на утечку выполняют последовательно, порядок испытаний на утечку - случайный. Например, если вакуумный насос 76 уже активирован и направляет вакуум к устройству 74 потребления вакуума, а условия испытания на утечку соблюдены, испытание на утечку при положительном давлении может быть выполнено перед испытанием на утечку при отрицательном давлении путем повышения давления в топливной системе с помощью отработанного воздуха из вакуумного насоса. В другом примере, если вакуумный насос 76 уже активирован и подача вакуума к устройству 74 потребления вакуума уже завершена (или почти завершена) при соблюдении условий испытания на утечку, испытание на утечку при отрицательном давлении выполняется перед испытанием на утечку при положительном давлении, направляя вакуум от вакуумного насоса к топливной системе.
Для выполнения испытания на утечку при положительном давлении в условиях остановленного двигателя, воздух, отработанный вакуумным насосом 76, подается в топливную систему. В частности, отработанный воздух перемещается по трубке 32 к бачку 22 за счет открывания продувочного клапана 112 бака. Соленоидный клапан 113, расположенный в продувочном трубопроводе 28, остается закрытым для изоляции впускного коллектора от отработанного воздуха из вакуумного насоса. Кроме того, соленоидный клапан 116, соединяющий первое выпускное отверстие вакуумного насоса с топливной системой с помощью трубки 33, остается закрытым для изоляции топливной системы от вакуума, создаваемого топливным насосом. Если устройство потребления вакуума (например, усилитель торможения) не содержит достаточного количества воздуха, можно подвести воздух в вакуумный насос через соленоидный клапан. Например, после опустошения усилителя торможения, соленоидный клапан 115 может быть открыт, чтобы воздух подавался в первое впускное отверстие вакуумного насоса от устройства 75 потребления вакуума. Таким образом, положительное давление из вакуумного насоса может использоваться в топливной системе. В некоторых вариантах воплощения, в трубке 32 может быть расположен регулятор (не показан) для регулировки давления отработанного воздуха к топливному баку 20, а также обратный клапан (не показан) для предотвращения потока паров топлива из бачка в обратном направлении. Во время испытания на утечку при положительном давлении продувочный клапан 112 бачка и изолирующий клапан 110 остаются открытыми, чтобы положительное давление из вакуумного насоса 76 подавалось к топливному баку 20 через бачок 22 по трубкам 32 и 31. Кроме того, электромагнитный клапан впускного отверстия продувочного клапана 114 бачка и электромагнит 116 вдоль трубки 33 остаются закрытыми. Затем, при достижении порогового значения положительного давления в топливном баке, изолирующий клапан закрывается, а стравливание давления в топливном баке контролируется датчиком 120 давления. На основании скорости стравливания и конечного стабилизированного давления в топливном баке, после подачи положительного давления, можно определить наличие утечки в топливной системе. Например, при скорости стравливания, превышающей пороговое значение, можно детектировать утечку и степень снижения эффективности топливной системы.
Чтобы выполнить испытание на утечку при отрицательном давлении в условиях остановленного двигателя, к топливному баку может быть подведен натуральный вакуум остановленного двигателя (EONV). Топливная система при остановке двигателя может быть изолирована (например, при выключении зажигания) путем закрывания выпускного клапана бачка. Соответственно, при работающем двигателе теплый воздух, выталкиваемый из двигателя в топливный бак, повышает температуру и давление в топливном баке. Затем, в условиях остановленного двигателя, когда топливный бак охлаждается до температуры окружающей среды, давление в топливном баке может понижаться (из-за соотношения температуры и давления идеального газа), обеспечивая подвод вакуума («натуральный вакуум остановленного двигателя») к топливному баку. На основании значения последующей скорости нагнетания вакуума можно установить утечку в топливной системе.
В качестве альтернативы, чтобы выполнить испытание на утечку при отрицательном давлении в условиях остановленного двигателя, в топливную систему подается отрицательное давление, созданное вакуумным насосом 76. В частности, соленоидный клапан 116 может быть открыт, чтобы вакуум поступал от первого выпускного отверстия вакуумного насоса 76 по трубке 33 в топливную систему. Во время испытания на утечку при отрицательном давлении в условиях остановленного двигателя с вакуумом, поступающим из вакуумного насоса, продувочный клапан 112 бачка остается закрытым, а изолирующий клапан 110 остается открытым, чтобы отрицательное давление из вакуумного насоса подавалось на топливный бак 20 через бачок 22. В то же время, соленоидный клапан 113 может оставаться открытым, чтобы воздух из вакуумного насоса 76 направлялся во впускной коллектор 44. Кроме того, электромагнитный клапан выпускного клапана 114 бачка остается закрытым. Затем, при достижении порогового значения отрицательного давления в топливном баке, изолирующий клапан может быть закрыт, а нагнетание давления в топливном баке контролируется датчиком 120 давления. На основании значения скорости нагнетания давления (или скорости снижения вакуума) и конечного стабилизированного давления в топливном баке, после применения отрицательного давления можно установить наличие утечки в топливной системе. Например, если скорость понижения степени разрежения превышает пороговое значение, можно выявить утечку и контролировать понижение эффективности топливной системы. Таким образом, каждое испытание на утечку при положительном и отрицательном давлении может быть выполнено без необходимости использования вакуумного насоса 76 только для испытания на утечку.
Хотя в примере соленоидные клапаны 112 и 113, установленные в продувочном трубопроводе 28 между впускным коллектором 44 и бачком 22, показаны как отдельные клапаны, в других вариантах воплощения возможно комбинирование клапанов. В других вариантах воплощения обводной клапан расположен на пересечении трубки 32 и продувочного трубопровода 28 так, чтобы направлять отработанный воздух из вакуумного насоса в топливную систему (условия испытания на утечку при положительном давлении во время работы вакуумного насоса соблюдены) либо во впускной коллектор (условия испытания на утечку при положительном давлении во время работы вакуумного насоса не соблюдены).
В другом примере, если двигатель уже работает с естественным всасыванием воздуха при соблюдении условий испытания на утечку, испытание на утечку при отрицательном давлении может быть выполнено перед испытанием на утечку при положительном давлении, направляя вакуум из работающего двигателя к топливной системе. Испытание на утечку при положительном давлении может быть выполнено в условиях остановленного двигателя с работающим вакуумным насосом, а испытание на утечку при отрицательном давлении может быть выполнено в условиях работающего двигателя без наддува.
Поскольку на Фиг. 1 показан вакуумный насос 76, соединенный с топливной системой с помощью трубки 32 без промежуточного клапана, следует понимать, что в дополнительных вариантах воплощения один или несколько клапанов могут быть установлены на трубке 32 между вакуумным насосом 76 и бачком 22, обеспечивая выборочное соединение насоса с топливной системой. С вакуумным насосом 76 может быть соединен один или несколько клапанов (например, трехходовой клапан) так, чтобы первый (вакуумный) выпуск насоса был соединен с устройством потребления вакуума 74 или бачком 22, а второй (отработанный воздух) выпуск насоса был соединен с бачком 22 или с выпуском в атмосферу.
Топливная система может работать в различных режимах продувки, если после применения давления для испытания на утечку была выполнена продувка бачка, и далее на основании характера оказанного давления. Например, контроллер может управлять топливной системой в первом режиме продувки, если продувка происходит сразу после направления положительного давления для испытания на утечку при положительном давлении. При этом контроллер может увеличить продолжительность продувки для компенсации паров топлива, выталкиваемых из бачка в топливный бак во время испытания на утечку. В другом примере, контроллер управляет топливной системой во втором режиме продувки, если продувка происходит сразу после применения отрицательного давления для испытания на утечку при отрицательном давлении. При этом контроллер может сократить продолжительность продувки для компенсации паров топлива, выталкиваемых из бачка во впускную систему двигателя во время испытания на утечку. Если перед продувкой ни положительное, ни отрицательное давление не направлялось в топливный бак, контроллер может управлять топливной системой в третьем (по умолчанию) режиме продувки, когда скорость и время продувочного потока, зависят от загрузки бачка и условий работы двигателя.
Обращаясь к Фиг. 1, система 6 транспортного средства может также включать в себя управляющую систему 14. Управляющая система 14 получает информацию от нескольких датчиков 16 (примеры которых приведены в данном описании) и направляет сигналы на несколько приводов 81 (примеры которых приведены в данном описании). Например, датчики 16 включают в себя датчик 126 выхлопного газа, расположенный выше по потоку устройства для снижения токсичности выхлопа, датчик 128 температуры, датчик 118 давления в коллекторе и датчик 129 давления. В другом примере, в вариантах воплощения, где устройство 74 потребления вакуума представляет собой усилитель тормозного привода, датчики 16 могут включать в себя датчик 152, соединенный с педалью 150 тормоза. В некоторых вариантах воплощения датчик может быть соединен с устройством 74 потребления вакуума для обнаружения запуска устройства и/или степени разрежения устройства. Другие датчики, например, дополнительные датчики давления, температуры, отношения воздуха/топлива и состава смеси могут быть установлены в различных местах системы 6 транспортного средства. В другом примере, приводы включают в себя топливную форсунку 66, изолирующий клапан 110, продувочный клапан 112, выпускной клапан 114, вакуумный насос 76, устройство 74 потребления вакуума и дроссель 62. Управляющая система 14 может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать данные от различных датчиков, обрабатывать данные и активировать приводы после обработки входных данных, основываясь на инструкциях или программном коде, в соответствии с одним или несколькими предложенными программами. Пример программы управления описан на Фиг. 2.
Таким образом, система на Фиг. 1 может обеспечивать выполнение способа индикации снижения эффективности топливной системы в зависимости от изменения давления в топливной системе после применения положительного давления, созданного вакуумным насосом с электроприводом. В частности, как положительное, так и отрицательное давление подается к топливному баку топливной системы через бачок при использовании одного и того же вакуумного насоса.
На Фиг. 2 показан порядок 200 операций для последовательного применения положительного и отрицательного давления в топливной системе и обнаружения утечки в топливной системе на основе изменения давления в топливной системе после применения положительного или отрицательного давления.
На этапе 202 предполагается определение того, что двигатель работает. В одном примере, двигатель может быть определен как работающий, если транспортное средство с гибридным приводом работает в режиме двигателя, когда транспортное средство приводится в действие от двигателя. Если двигатель работает, то на этапе 203 можно определить, что условия испытания на утечку при работающем двигателе соблюдены. В одном примере, условия испытания на утечку при работающем двигателе могут быть признаны соответствующими, если прошло определенное время после последнего испытания на утечку. После подтверждения наличия условий утечки, на этапе 204 можно выполнить испытание на обнаружение утечки при работающем двигателе. Продувочный клапан 112 бачка и соленоидный клапан 113 могут быть открыты (соленоидный клапан 116 остается закрытым), чтобы вакуум, созданный во впускном коллекторе 44, применялся к топливному баку 20 через бачок 22. Разрежение в коллекторе может применяться до момента достижения заданного значения давления в топливном баке. Затем продувочный клапан бачка может быть закрыт для изоляции системы, а скорость снижения степени разрежения может контролироваться. Если эта скорость превышает пороговое значение, может быть идентифицирована утечка в системе. В противном случае, если скорость меньше порогового значения, утечка в системе не идентифицируется.
Если двигатель не работает, например, когда транспортное средство находится в режиме работы от аккумулятора и транспортное средство приводится в действие аккумулятором, то на этапе 206 можно определить, что для устройства потребления вакуума требуется вакуум. Другими словами, можно определить, что для создания вакуума в устройстве потребления вакуума должен быть запущен вакуумный насос с электроприводом. В примере, когда устройством потребления вакуума является усилитель тормозного привода, вакуумный насос с электроприводом может сработать от применения тормоза.
Если необходимо разрежение, то на этапе 208 процедура предусматривает запуск вакуумного насоса, чтобы создать разрежение для работы устройства. В частности, вакуум может быть направлен от первого выпуска вакуумного насоса к устройству потребления вакуума Затем, на этапе 210 можно определить, что условия испытания на утечку при положительном давлении соблюдены. В одном примере, условия испытания на утечку при положительном давлении могут считаться соответствующими, если с момента последнего испытания на утечку при положительном давлении прошло определенное время. В другом примере, условия испытания на утечку при положительном давлении могут считаться соответствующими, если последнее выполненное испытание на утечку являлось испытанием на утечку при отрицательном давлении.
Если условия испытания на утечку при положительном давлении подтверждены, то на этапе 212 во время работы вакуумного насоса для применения разрежения к устройству потребления вакуума, воздух, выходящий из вакуумного насоса с электроприводом, направляется к топливной системе. В частности, воздух, выходящий из второго выпускного отверстия вакуумного насоса, может направляться к топливной системе, и применяться к топливному баку через бачок, чтобы повысить давление в топливной системе. Таким образом, положительное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, может применяться к топливной системе и использоваться для контроля снижения эффективности топливной системы. Чтобы направить воздух из вакуумного насоса в топливную систему, может быть открыт продувочный клапан бачка, а соленоидный клапан, соединяющий выпускное отверстие вакуумного насоса с впускным коллектором (соленоидный клапан, расположенный в промывочном трубопроводе между продувочным клапаном бачка и впускным коллектором) может быть закрыт. Кроме того, может быть закрыт соленоидный клапан, соединяющий первое выпускное отверстие вакуумного насоса с топливной системой. В одном примере, положительное давление из вакуумного насоса может применяться в течение продолжительного периода времени, пока не будет достигнуто заданное давление в топливном баке. Соответственно, на этапе 226 можно определить, что заданное давление было достигнуто. Если заданное давление не было достигнуто, применение положительного давления можно продолжать, пока заданное давление не будет достигнуто. При достижении заданного давления, на этапе 228 применение положительного давления может быть прекращено. Это подразумевает отключение насоса с электроприводом, а также закрывание продувочного и выпускного клапана бачка. Кроме того, на этапе 228 может контролироваться давление в топливной системе. В одном примере, давление топливной системы - это давление в топливном баке, рассчитанное на основании показаний датчика давления, установленного между топливным баком и бачком топливной системы. Мониторинг давления топливной системы включает в себя контроль скорости изменения давления в топливном баке и/или контроль стабилизированного давления в топливном баке после применения положительного давления.
После изоляции топливной системы, давление топливной системы (здесь, давление в топливном баке) может быть снова уравновешено (здесь, стравлено) до атмосферного давления с определенной скоростью (в зависимости от проходного сечения дросселя). При обнаружении утечки, управляемое давление в топливном баке может быть стравлено до атмосферного давления с более высокой скоростью.
Соответственно, на этапе 230 можно определить скорость изменения давления в топливном баке после применения положительного давления и сравнить с пороговым значением. Если скорость снижения давления в топливной системе превышает пороговое значение (т.е., если после применения положительного давления, скорость изменения давления в топливном баке превышает пороговое значение), то на этапе 232 можно определить снижение эффективности топливной системы. В данном контексте, скорость изменения может представлять собой абсолютную скорость изменения давления в топливном баке (положительное давление). Снижение эффективности топливной системы может контролироваться с помощью диагностического кода (например, подача светового сигнала о неисправности). Размер отверстия утечки определяется на основе различия между абсолютной скоростью изменения давления в топливной системе и пороговым значением скорости. В частности, когда различие увеличивается, можно идентифицировать больший размер отверстия утечки. Если же скорость снижения давления в топливной системе меньше порогового значения (т.е. если после применения положительного давления скорость изменения давления в топливном баке ниже порогового значения), снижение эффективности топливной системы (на основании испытания на утечку при положительном давлении) не идентифицируется.
Возвращаясь к этапу 210, если условия испытания на утечку при положительном давлении не соблюдены, то на этапе 215 во время работы вакуумного насоса, при применении вакуума к устройству потребления вакуума, воздух, выходящий из вакуумного насоса с электроприводом, может направляться к впускному коллектору. Чтобы направить воздух из вакуумного насоса во впускной коллектор, продувочный клапан бачка может быть закрыт, а соленоидный клапан, соединяющий выпускное отверстие вакуумного насоса с впускным коллектором, может быть открыт. Кроме того, может быть закрыт соленоидный клапан, соединяющий первый выпуск вакуумного насоса с топливной системой. Затем, на этапе 216 можно определить, что условия испытания на утечку при отрицательном давлении соблюдены. В одном примере, условия испытания на утечку при отрицательном давлении могут считаться соответствующими, если с момента последнего испытания на утечку при отрицательном давлении прошло определенное время. В другом примере, условия испытания на утечку при отрицательном давлении могут считаться соответствующими, если последним выполненным испытанием на утечку было испытание на утечку при положительном давлении. Если условия отрицательного давления не соблюдены, операция может быть завершена.
Если условия испытания на утечку при отрицательном давлении подтверждены, то на этапе 218 после применения вакуума к устройству потребления вакуума, вакуумный насос продолжает работать, применяя вакуум к топливной системе. В частности, после направления вакуума из первого выпускного отверстия вакуумного насоса в устройство потребления вакуума, вакуум может подаваться из первого выпускного отверстия вакуумного насоса в топливную систему, и применяться к топливному баку через бачок, чтобы создать давление (отрицательное) в топливной системе. Для этого, продувочный клапан бачка может быть закрыт, а соленоидный клапан, соединяющий первое выпускное отверстие вакуумного насоса с топливной системой, может быть открыт. Кроме того, может быть открыт соленоидный клапан, соединяющий второе выпускное отверстие вакуумного насоса с впускным коллектором, чтобы воздух, выходящий во время работы вакуумного насоса, мог поступать во впускной коллектор. Таким образом, отрицательное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, может применяться к топливной системе и использоваться для контроля снижения эффективности топливной системы.
Возвращаясь к этапу 206, если для устройства потребления вакуума не требуется разрежение, то процесс переходит к этапу 220, чтобы подтвердить соблюдение условий испытания на утечку при отрицательном давлении. Если условия испытания на утечку при отрицательном давлении подтверждены, то на этапе 222 способ предусматривает запуск вакуумного насоса с электроприводом, чтобы создать вакуум и направить полученный вакуум из первого выпускного отверстия вакуумного насоса в топливный бак системы через бачок. Как было указано выше, необходимо закрыть продувочный клапан бачка при открывании соленоидного клапана, соединяющего второе выпускное отверстие вакуумного насоса и впускной коллектор (чтобы воздух мог быть поступать из вакуумного насоса во впускной коллектор), и соленоидный клапан, соединяющий первое выпускное отверстие вакуумного насоса и топливную систему (чтобы вакуум от насоса применялся к топливной системе). На этапах 218 или 222, когда отрицательное давление создается в вакуумном насосе и применяется к топливной системе, способ переходит к этапу 226.
В одном примере, во время испытания на утечку при отрицательном давлении, выполняемого вакуумным насосом, на этапах 218 и 222, отрицательное давление из вакуумного насоса может применяться в течение продолжительного периода времени, пока не будет достигнуто заданное значение вакуума в топливном баке. Как было указано ранее, в отношении испытания на утечку при положительном давлении, на этапе 226 можно определить, что заданное давление (например, заданный уровень вакуума) было достигнуто. Если заданное давление (например, заданное значение для разрежения) не достигнуто, отрицательное давление применяется, пока не будет достигнуто заданное давление (например, заданное значение для разрежения). После достижения заданного значения давления, на этапе 228 применение отрицательного давления может быть прекращено. Это включает в себя отключение насоса с электроприводом и закрывание соленоидного клапана, соединяющего первое выпускное отверстие вакуумного насоса с топливной системой, при закрытом продувочном клапане бачка. Кроме того, на этапе 228 может контролироваться давление в топливной системе, включая контроль скорости изменения давления в топливном баке и/или контроль стабилизированного давления в топливном баке после применения отрицательного давления.
После изоляции топливной системы, давление в топливной системе (здесь, давление в топливном баке) может быть снова уравновешено (здесь, путем нагнетания) до атмосферного давления с определенной скоростью (на основе проходного сечения дросселя). При обнаружении утечки, управляемое давление в топливном баке может увеличиться до атмосферного давления с более высокой скоростью.
Соответственно, на этапе 230 можно определить скорость изменения давления в топливном баке после применения отрицательного давления и сравнить ее с пороговым значением. Если скорость снижения вакуума в топливной системе превышает пороговое значение (т.е., если после применения отрицательного давления, скорость изменения давления в топливном баке выше предельного значения), то на этапе 232 можно определить снижение эффективности топливной системы. В данном контексте, скорость изменения может представлять собой абсолютную скорость изменения давления в топливном баке (отрицательное давление). Снижение эффективности топливной системы может быть показано с помощью диагностического кода (например, с помощью включения сигнала о неисправности). Размер отверстия утечки может определяться на основе различия между абсолютной скоростью изменения давления в топливной системе и пороговым значением. В частности, при увеличении этого различия можно идентифицировать наличие большего отверстия утечки. Если же скорость снижения вакуума в топливной системе не превышает предельного значения (т.е., если после применения отрицательного давления, скорость изменения давления в топливном баке не превышает предельного значения), то невозможно идентифицировать снижение эффективности топливной системы (на основании испытания на утечку при отрицательном давлении).
Могут существовать условия, когда даже при наличии утечки положительное или отрицательное давление может ее скрыть. Таким образом, в некоторых вариантах воплощения, даже при отсутствии снижения эффективности топливной системы после испытания на утечку при положительном давлении способ может перейти к подтверждению отсутствия утечки с помощью испытания на утечку при отрицательном давлении. Аналогично, даже при отсутствии снижения эффективности топливной системы после испытания на утечку при отрицательном давлении можно подтвердить отсутствие утечки с помощью испытания на утечку при положительном давлении.
В некоторых вариантах возможно предварительно определять порядок выполнения испытаний на утечку при положительном и отрицательном давлении. Например, порядок выполнения испытаний на утечку может быть случайным. Выполнение испытаний на утечку в случайном порядке включает в себя выполнение испытания на утечку при положительном давлении во время работы вакуумного насоса с электроприводом, и выполнение испытания на утечку при отрицательном давлении в условиях работы двигателя без наддува или после создания разрежения вакуумным насосом для устройства потребления вакуума. Например, последовательное применение положительного и отрицательного давления, созданного вакуумным насосом в топливной системе, включает в себя в первом случае при работающем вакуум- насосе, создание разрежения в устройстве потребления вакуума, когда условия обнаружения утечки соблюдены; применение положительного давления в топливном баке через бачок (направляя воздух из насоса в топливную систему) перед применением отрицательного давления в топливном баке через бачок; и мониторинг скорости изменения давления в топливном баке после применения положительного или отрицательного давления. Затем, во втором случае, когда вакуумный насос почти прекратил подачу вакуума в устройство потребления вакуума при соблюдении условий обнаружения утечки, последовательное применение включает в себя применение отрицательного давления в топливном баке через бачок (направляя вакуум от насоса к топливной системе) перед применением положительного давления в топливном баке через бачок и контроль скорости изменения давления в топливном баке после применения положительного или отрицательного давления.
Таким образом, к топливной системе может последовательно применяться как положительное, так и отрицательное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, и снижение эффективности топливной системы может быть обнаружено на основании скорости изменения давления в топливной системе после применения положительного или отрицательного давления. Направляя воздух, выходящий из вакуумного насоса во время нормальной работы насоса (например, для подачи вакуума к управляемому вакуумом двигателю или приводу транспортного средства), в топливную систему, положительное давление, созданное насосом, может быть использовано для испытания на утечку при положительном давлении. Это позволяет сократить частоту включений вакуумного насоса (исключительно) для обнаружения утечки в топливной системе. Затем, в других условиях, вакуумный насос может работать для испытаний на утечку при отрицательном давлении.
На Фиг. 3 на схеме 300 показаны примеры испытаний на утечку при положительном и отрицательном давлении, выполненные с помощью вакуумного насоса данной системы. В частности, обозначение проведения испытания на утечку показано на графике 302, работа вакуумного насоса показана на графике 304, а изменение давления в топливном баке (FT) после применения положительного или отрицательного давления от вакуумного насоса показано на графике 306.
Перед моментом времени t1 транспортное средство может работать в режиме аккумулятора, когда транспортное средство приводится в движение от накопителя энергии, например, от аккумулятора. В момент t1 условия испытания на утечку при положительном давлении (РР) могут быть выполнены, однако испытание на утечку при положительном давлении не может быть начато, пока не возникла возможность для создания и применения положительного давления. В момент t2 может быть запущен вакуумный насос с электроприводом (график 304) для подачи вакуума к устройству потребления вакуума. Например, в ответ на применение тормоза транспортного средства в момент t2, может быть запущен вакуумный насос для подачи вакуума к вакуумному усилителю торможения. Соответственно, в момент t2 можно начать испытание на утечку при положительном давлении. В частности, во время работы вакуумного насоса (в течение периода d1), для подачи вакуума к устройству потребления вакуума, воздух, выходящий из вакуумного насоса, применяется в топливном баке через бачок для повышения давления в топливной системе.
Поскольку положительное давление от вакуумного насоса применяется к топливному баку, давление в топливном баке может постепенно увеличиваться (кривая 306). Положительное давление от вакуумного насоса применяется к топливному баку в течение времени d1 (от t2 до t3), пока не достигнуто пороговое значение давления. Затем, после точки применение положительного давления прекращается (например, при изоляции топливной системы от вакуумного насоса), и скорость изменения давления в топливной системе контролируется таким образом, чтобы определить снижение эффективности топливной системы. Между точками t3 и t4 наблюдается изменение давления в топливном баке после применения положительного давления. В данном примере показан контроль скорости стравливания давления в топливном баке (до атмосферного давления). При отсутствии утечки давление в топливном баке может быть стравлено на более низкой скорости (например, ниже предельного значения), и стабилизироваться при более высоком значении (например, при заданном или выше заданного значения), как показано на кривой 306 (сплошная линия). Однако при наличии утечки давление может стравливаться при более высокой скорости (например, выше предельного значения), и стабилизироваться при низком значении давления (например, ниже заданного значения), как показано кривой 307 (пунктирная линия). В ответ на обнаружение утечки, на снижение эффективности топливной системы указывает установка соответствующего диагностического кода.
Позднее, в режиме работы от аккумулятора, в частности в момент t5, могут быть выполнены условия испытания на утечку при отрицательном давлении (NP). Соответственно, в точке t5 может быть запущен вакуумный насос с электроприводом (линия 304) для создания вакуума в топливной системе. В частности, вакуумный насос работает в течение периода времени d2, применяя вакуум к топливному баку через бачок для повышения давления в топливной системе.
Поскольку отрицательное давление от вакуумного насоса применяется к топливному баку, давление в топливном баке может постепенно снижаться (кривая 306). Таким образом, уровень вакуума в топливном баке (или отрицательное давление) может увеличиваться. Отрицательное давление применяется от вакуумного насоса к топливному баку в течение периода времени d2 (от t5 до t6), пока не будет достигнуто предельное давление. Затем, после периода d2, применение отрицательного давления прекращается (например, при изоляции топливной системы от вакуумного насоса), и скорость изменения давления в топливной системе контролируется таким образом, чтобы определить снижение эффективности топливной системы. Между моментами t6 и t7 контролируют изменение в топливном баке/вакууме после применения отрицательного давления. В показанном примере, контролируют скорость нагнетания давления в топливном баке (до атмосферного давления). При отсутствии утечки, давление в топливном баке может нагнетаться при более низкой скорости (например, ниже порогового значения), и стабилизироваться при низком значении давления (например, при заданном значении или ниже заданного значения), как показано кривой 306 (сплошная линия). Однако при наличии утечки, давление может нагнетаться при более высокой скорости (например, выше порогового значения), и стабилизироваться при более высоком значении давления (например, выше заданного значения), как показано на кривой 309 (пунктирная линия). В условиях обнаружения утечки, снижение эффективности топливной системы индицируется установкой диагностического кода.
В момент t8, так же как в момент t2, снова может быть запущен вакуумный насос с электроприводом (линия 304) для подачи вакуума к устройству потребления вакуума. Например, в ответ на задействование тормоза транспортного средства в точке t8, может быть запущен вакуумный насос для подачи вакуума к вакуумному усилителю торможения. Однако, поскольку условия утечки положительного давления были выполнены ранее, вакуумный насос работает только для подачи вакуума к устройству потребления вакуума, и воздух, выходящий из вакуумного насоса, не применяется к топливному баку. Таким образом, работа вакуумного насоса не используется для повышения давления в топливной системе, чтобы определить снижение эффективности топливной системы.
Таким образом, в первом режиме работы транспортного средства к топливной системе применяется положительное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, а во втором режиме к топливной системе применяется отрицательное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом. В первом и во втором случае, снижение эффективности топливной системы может быть определено по изменению давления в топливной системе после применения давления. В частности, во втором режиме, во время работы вакуумного насоса, вакуум направляется из первого выпускного отверстия насоса к топливной системе для применения отрицательного давления к топливной системе, в то время как воздух, выходящий из второго выпускного отверстия насоса, направляется к впускному коллектору. Для сравнения, в первом режиме положительное давление, созданное вакуумным насосом с электроприводом, применяется к топливной системе при работе вакуумного насоса, чтобы направить вакуум от первого выпускного отверстия вакуумного насоса к устройству потребления вакуума, в то время как воздух, выходящий из второго выпускного отверстия насоса, направляется к топливной системе.
В обоих режимах снижение эффективности топливной системы определяется по изменению давления в топливной системе после применения положительного или отрицательного давления (например, абсолютная скорость изменения давления в топливной системе), превышающего пороговое значение. Далее, размер отверстия утечки может определяться на основании разницы между абсолютной скоростью изменения давления в топливной системе и пороговым значением. Например, при увеличении этой разницы можно определить большие утечки (т.е. с большим размером отверстия). Несмотря на то что в примерах, приведенных выше, давление топливной системы описано как давление в топливном баке, определяемое датчиком давления, установленным между топливным баком и баком топливной системы, в других вариантах воплощения датчик давления может быть расположен в другом месте топливной системы.
Таким образом, имеющееся оборудование двигателя может быть использовано для рационального выполнения испытания на утечку в топливной системе. В частности, во время работы вакуумного насоса для подачи вакуума к устройству потребления вакуума системы двигателя, воздух, выходящий из вакуумного насоса, может быть использован для применения положительного давления к топливной системе и проведения испытания на утечку при положительном давлении. Кроме того, поскольку пары топлива не проходят через насос, проблемы, связанные с несовместимостью материалов, минимизированы. В других случаях, когда разрежение двигателя отсутствует, один вакуумный насос может также быть использован для применения отрицательного давления к топливной системе и выполнения испытания на утечку при отрицательном давлении. Это не только снижает необходимость использования отдельного насоса для положительного и для отрицательного давления, но также и частоту использования вакуумного насоса для обнаружения утечки. Кроме того, это создает преимущества для экономии компонентов и снижения затрат, наряду с увеличением срока службы вакуумного насоса. При последовательном применении положительного и отрицательного давления в топливном баке, утечки, скрываемые применением положительного давления, могут быть обнаружены с помощью испытания на утечку при отрицательном давлении, в то время как утечки, скрытые применением отрицательного давления, могут быть обнаружены с помощью испытания на утечку при положительном давлении. С помощью улучшения обнаружения утечки, можно улучшить качество выбросов двигателя.
Можно отметить, что описанные процедуры могут быть использованы для различных типов двигателей и/или транспортных средств. Конкретные процедуры, описанные выше, могут представлять собой один или несколько принципов обработки, такие как принцип событийного управления, управления прерываниями, многозадачный режим, многопоточный режим и прочие. По существу, различные действия, операции или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, пропущены. Аналогично, порядок действий не является обязательным, чтобы достичь характеристик и эффекта описанных примерных вариантов выполнения, он представлен для объяснения иллюстраций и описания. Одно или более проиллюстрированных действий или функций может быть повторено в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, программируемый в машиночитаемом носителе для выполнения управляющей системой двигателя.
Специалистам в данной области понятно, что допускаются различные изменения и модификации изобретения без выхода за рамки его сущности. Например, описанная выше технология может применяться к двигателям V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитным четырехцилиндровым и другим типам двигателей. Кроме того, одна или несколько различных конфигураций системы могут быть использованы с одной или несколькими описанными диагностическими операциями.