СПОСОБ ПРОВЕРКИ СИСТЕМЫ ПРОДУВКИ ПАРОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ И СПОСОБ ПРОВЕРКИ СИСТЕМЫ ПРОДУВКИ ПАРОВ НА БОРТУ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD OF TESTING OF VEHICLE STEAM VENTING SYSTEM, VEHICLE WITH HYBRID DRIVE AND METHOD OF TESTING OF VEHICLE STEAM VENTING SYSTEM ABOARD OF VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Различные варианты осуществления относятся к проверке и диагностированию утечки в системе продувки паров, присоединенной к двигателю внутреннего сгорания в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом (HEV).
Уровень техники
Когда топливный бак автомобиля заправляется, воздух, насыщенный парами топлива, замещается топливом. Топливный бак присоединен вентиляционным каналом к атмосфере, чтобы обеспечивать выравнивание давления как во время заправки топливом, так и в то время, как топливо используется двигателем. Бачок с активированным углем размещен между топливным баком и атмосферой, чтобы удалять пары топлива временного хранения из воздуха до того, как он выпускается. Пары топлива по существу подаются в двигатель для сгорания во время периодической операции продувки бачка с активированным углем. Компоненты системы выделения, в том числе система накопления паров топлива, периодически проверяются на борту транспортного средства, чтобы гарантировать надлежащую работу и чтобы обнаруживать любые утечки, которые могут позволять парам топлива попадать в атмосферу. Система продувки паров может проверяться на утечки посредством создания разрежения или понижения давления относительно атмосферного и наблюдения изменения давления со временем. Если давление или разрежение в системе остается постоянным или медленно изменяется, не указывается никакой утечки. Однако быстрое изменение давления в системе по направлению к атмосферному давлению указывает утечку.
В обычном транспортном средстве разрежение во впускном коллекторе во время состояния холостого хода двигателя может прикладываться к системе продувки паров, чтобы определять, присутствуют ли утечки, с использованием проверки целостности системы. Однако что касается системы двигателя, размещенной в HEV, холостой ход двигателя обычно избегается, так как он является неэффективным рабочим состоянием. Конечно, двигателю в HEV может даваться команда работать на холостом ходу, чтобы содействовать проверке целостности системы у системы продувки; однако это потребляет дополнительное топливо. В качестве альтернативы проверка целостности системы может проводиться во время установившегося крейсерского состояния HEV с работающим двигателем; однако проверка целостности системы может занимать до трех минут. В течение этого времени проверка может быть вынужденно прервана вследствие изменения состояния двигателя или изменения пути транспортного средства, заставляя топливо в баке плескаться и выделять большое количество паров, тем самым вызывая изменение давления и ложное указание утечки. В еще одном альтернативном варианте предусмотрен вакуумный насос, однако это требует дополнительной детали аппаратных средств в HEV и является дорогостоящим.
Раскрытие изобретения
Согласно одному аспекту предложен способ проверки системы продувки паров (VPS) транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, включающий обнаружение команды для отключения транспортного средства, закрытие первого клапана, присоединенного между бачком с активированным углем системы продувки паров и атмосферой, приведение в действие двигателя для создания разрежения в системе продувки паров, закрытие второго клапана, присоединенного между бачком с активированным углем и двигателем, и контролирование давления в системе продувки паров.
Способ предпочтительно дополнительно включает закрывание первого клапана, приведение в действие двигателя, закрывание второго клапана и контроль последовательно и в ответ на обнаружение команды для отключения транспортного средства.
Транспортное средство предпочтительно является гибридным, при этом приведение в действие двигателя дополнительно включает отсоединение двигателя от колес транспортного средства.
Двигатель предпочтительно приводится в действие с заданным числом оборотов в течение заданного периода времени.
Двигатель предпочтительно приводится в действие до тех пор, пока не существует заданное давление в системе продувки паров.
Разрежение в системе продувки паров предпочтительно контролируется в течение заданного периода времени, при этом способ дополнительно включает установление целостности системы, когда давление в системе продувки паров меньше порогового давления по истечении заданного периода времени, и установление неисправности в системе продувки паров, когда давление в системе продувки больше порогового давление по истечении заданного периода времени.
Способ предпочтительно дополнительно включает удовлетворение набора начальных условий.
Начальные условия предпочтительно включают в себя температуру в каталитическом нейтрализаторе, присоединенном к выпуску двигателя, превышающую заданную температуру, и долю заполнения бачка с активированным углем, являющуюся меньшей, чем заданная доля заполнения.
Температура в каталитическом нейтрализаторе и доля заполнения предпочтительно основаны на моделях.
Согласно другому аспекту предложено транспортное средство с гибридным приводом (HEV), содержащее двигатель, систему продувки паров (VPS) с бачком с активированным углем, присоединенным к атмосфере через первый клапан и присоединенным к двигателю через второй клапан, и преобразователь давления, и контроллер, выполненный с возможностью: (i) закрывания первого клапана, (ii) приведения в действие двигателя для создания разрежения в системе продувки паров, (iii) закрывания второго клапана и (iv) контролирования преобразователя давления для контролирования давления в системе продувки паров, при этом контроллер выполнен с возможностью управления первым и вторым клапанами и приведения в действие двигателя в ответ на команду отключения транспортного средства с гибридным приводом.
Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью выдачи сигнала неисправности системы продувки паров, когда давление в системе продувки паров снижается ниже заданного порогового значения давления в течение заданного периода после того, как закрыт второй клапан, при этом давление в системе продувки паров основано на сигнале с преобразователя давления.
Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью установки диагностического кода после выдачи сигнала неисправности.
Транспортное средство с гибридным приводом предпочтительно дополнительно содержит электрическую машину, присоединенную к двигателю, при этом электрическая машина вызывает приведение в действие двигателя в ответ на команду из контроллера для приведения в действие двигателя.
Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью последовательного выполнения: (i) закрывания первого клапана, (ii) приведения в действие двигателя и (iii) закрывания второго клапана.
Согласно еще одному аспекту предложен способ проверки системы продувки паров (VPS) на борту транспортного средства с двигателем, включающий обнаружение события отключения транспортного средства, закрывания первого клапана, связывающего бачок с активированным углем системы продувки паров и атмосферу, измерения давления в системе продувки паров, приведение в действие двигателя для снижения давления в системе продувки паров, когда давление находится выше порогового значения, закрывание второго клапана, присоединенного между бачком с активированным углем и двигателем, когда давление в системе продувки паров находится ниже порогового значения, и контролирование давления в системе продувки паров для проверки на целостность системы в системе продувки паров.
Транспортное средство предпочтительно представляет собой транспортное средство с гибридным приводом, а двигатель отсоединен от колес транспортного средства во время приведения в действие.
Транспортное средство предпочтительно представляет собой подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным приводом, а система продувки паров проверяется один раз каждые три события отключения.
Способ предпочтительно дополнительно включает установку кода неисправности, когда давление в системе продувки паров поднимается выше заданного порогового значения в течение заданного времени после закрытия клапана продувки.
Различные варианты осуществления согласно настоящему изобретению имеют соответствующие преимущества. Электрическая машина может использоваться для разгона не снабжаемого топливом двигателя, чтобы обеспечивать источник разрежения для снижения давления в системе продувки паров для проверки целостности системы. Это устраняет необходимость в вакуумном насосе для использования с системой продувки паров для проверки целостности системы, тем самым снижая количество деталей, стоимость и сложность системы. Кроме того, посредством приведения в действие двигателя с использованием электрической машины время, которое двигатель работает в снабжаемом топливом состоянии, сокращается, тем самым увеличивая экономию топлива для транспортного средства и снижая выбросы.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 и 2 представляют собой схематичные виды системы продувки паров (VPS), иллюстрирующие режим накопления и режим продувки паров соответственно;
фиг.3 представляют собой схематичный вид VPS для использования с HEV согласно варианту осуществления;
фиг.4 представляют собой схематичный вид варианта осуществления HEV для использования с VPS согласно варианту осуществления;
фиг.5 представляют собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую алгоритм для проверки VPS согласно раскрытию;
фиг.6 представляют собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую еще один алгоритм для проверки VPS согласно раскрытию; и
фиг.7 представляют собой график, иллюстрирующий пример критериев проверки целостности системы для VPS согласно раскрытию.
Подробное описание изобретения
Как требуется, в материалах настоящей заявки раскрыты подробные варианты осуществления настоящего изобретения; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются только примерными и могут быть воплощены в различных и альтернативных формах. Чертежи не обязательно должны определять масштаб; некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Поэтому конкретные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящей заявки, не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих, а только в качестве характерной основы для обучения специалиста в данной области техники по-разному применять заявленный предмет изобретения.
Система 11 продувки паров (VPS) показана на фиг.1 во время режима восстановления паров. Топливный бак 10 имеет топливный вентиляционный канал 12, присоединенный к бачку 14 с активированным углем через канал 16 восстановления, для предотвращения попадания паров топлива в атмосферу. Бачок 14 с активированным углем заполнен активированным углем для поглощения паров топлива. По мере того как газы, содержащие пары топлива, проходят через слой угля, пары топлива поглощаются угольными гранулами. Бачок 14 с активированным углем также имеет вентиляционный канал 18, сообщающийся с атмосферой. Когда такие газы выходят из бачка 14 с активированным углем через вентиляционный канал 18, все или по существу все пары топлива, вытесненные из топливного бака 10, поглощаются посредством соприкосновения с угольными гранулами.
VPS 11 может включать в себя топливный бак 10, бачок 14, бачок 15 (как описанный ниже со ссылкой на фиг.3) и соединительные магистрали, ведущие во впускной коллектор 30 двигателя и внешнюю атмосферу.
Вентиляционный канал 18 присоединен к клапану 19 бортовой диагностики (OBD) и к фильтру 21. Клапан 19 OBD может быть двухпозиционным клапаном. В режиме восстановления паров клапан 19 OBD открыт, а клапан 24 продувки закрыт. Режим восстановления паров может использоваться во время операции заправки топливом, как показано на фиг.1.
В качестве альтернативы восстановление паров также может происходить, когда транспортное средство припарковано с крышкой, закрывающей топливный бак 10. Каждодневные (суточные) колебания температуры заставляют компоненты топлива с более низкой молекулярной массой испаряться во время теплого времени суток. Эти пары топлива поглощаются в бачке 14 по мере того, как газы расширяются и вытекают через вентиляционный канал 18. Ночью газы в системе сжимаются вследствие падения температуры и втягивают свежий воздух через канал 18, как показано на фиг.2.
Активированный уголь имеет ограниченную способность накапливать топливо, а потому поглощенные пары топлива периодический продуваются из активированного угла, так чтобы он мог поглощать пары топлива, вытесненные из топливного бака 10. Как показано на фиг.2, продувка выполняется втягиванием свежего воздуха из атмосферы через угольные гранулы внутри бачка 14 с активированным углем и введением того воздуха, который содержит в себе десорбированное топливо, через канал 22 продувки в работающий двигатель 20 внутреннего сгорания. Пары топлива, которые десорбированы во входящий воздух, сжигаются в двигателе 20, чтобы формировать, главным образом, углекислый газ и воду, которые выпускаются из двигателя 20 и через каталитический нейтрализатор отработавших газов.
Во время продувки свежий воздух втягивается через фильтр 21, открытый клапан 19 OBD и вентиляционный канал 18 в бачок 14. Клапан 24 продувки расположен выше по потоку от двигателя 20 и управляется электронным блоком 26 управления (ЭБУ, ECU) или контроллером для регулирования потока газов через бачок 14 с активированным углем. Газы, введенные через клапан 24 продувки, смешиваются с воздухом, поступающим во впускной коллектор 30 через дроссельный клапан 28, который также управляется посредством ЭБУ 26.
VPS 11 может диагностироваться на утечки посредством установки VPS в состояние низкого давления или под разрежением и наблюдением изменения давления со временем. Существуют требования, чтобы компоненты системы выделения периодически проверялись на борту транспортного средства.
Еще один вариант осуществления VPS находится на фиг.3, и одинаковые номера ссылки используются для идентичных или подобных компонентов, как на фиг.1, 2. Для получения разрежения или формирования податмосферного давления внутри VPS до того, как выполняется проверка целостности системы, клапан 19 OBD закрывается, а клапан 24 продувки открывается в состоянии, где впуск 30 находится в состоянии низкого давления, из условия, чтобы давление в VPS 11 являлось меньшим, чем атмосферное давление.
Бачок 15 с активированным углем также находится в VPS 11. Бачок 15 заполнен активированным углем для поглощения паров топлива. Бачок 15 поглощает пары топлива по мере того, как газы из VPS 11 протекают через бачок 15 и в двигатель 20, который приводится в действие в состоянии без снабжения топливом, как описано ниже.
Клапан 19 OBD и клапан 24 продувки закрыты во время проверки VPS 11, чтобы изолировать систему. Клапан 31 изоляции топливного бака (FTIV) открыт, и сигнал датчика 32 контролируется, чтобы подтвердить целостность системы. Если состояние низкого давления, или разрежение, сохраняется в пределах предписанного допуска, VPS 11 удовлетворяет предписанным требованиям к целостности системы и успешно проходит проверку целостности или утечки. Если разрежение быстро падает, выявляется утечка и диагностический код устанавливается или постоянно или временно сохраняется в контроллере. Преобразователь или датчик 32 давления могут быть заменены датчиком разрежения, где разрежение в системе снижалось бы в присутствии утечки.
В одном из примеров клапан 31 изоляции топливного бака является запорным клапаном, имеющим включенное/выключенное положение, а клапан 24 продувки и клапан 19 бачка являются диапазонными клапанами. В качестве альтернативы все клапаны 19, 24, 31 могут иметь диапазон регулирования потока или могут быть двухпозиционными клапанами.
На фиг.4 показан вариант осуществления транспортного средства с гибридным приводом (HEV), которое может использоваться с VPS 11 по настоящему раскрытию. Конечно, фиг.4 представляет только один тип архитектуры HEV и не подразумевается ограничивающей. Настоящее раскрытие может применяться к любому пригодному HEV. Более того, настоящее раскрытие может быть применено к любому обычному транспортному средству, которое включает в себя пусковой электродвигатель или другое устройство для вращения коленчатого вала, когда двигатель не является работающим. Как в целом понятно специалистам в данной области техники и в качестве используемого в материалах настоящей заявки, приведение в действие двигателя указывает на проворачивание, приведение в действие или вращение двигателя без снабжения топливом сгорания с использованием некоторого устройства, отличного от устройства с его собственной мощностью. В зависимости от конкретных применения и реализации приведение в действие двигателя, по выбору, может включать в себя регулирование установки фаз клапанного распределения, например, для обеспечения торможения ходом сжатия или борьбы с насосными потерями. Наиболее традиционные устройства эксплуатируют двигатель в течение достаточного времени, чтобы периодически выполнять цикл продувки и проверки целостности системы. Однако могут быть специфичные традиционные транспортные средства, которые извлекают пользу из дополнительных благоприятных возможностей, чтобы выполнять проверки целостности системы VPS 11, например, такие как транспортные средства на альтернативном топливе, в частности использующие легко испаряющиеся виды топлива, и транспортные средства с остановом-запуском.
Двигатель 20 является основным источником мощности в конфигурации HEV по фиг.4. Вспомогательный источник мощности является комбинацией генератора 40, электрического двигателя 42, а также аккумуляторной батареи и модуля 44 управления аккумуляторной батареей. Компоненты комбинации электрически соединены электрической шиной высокого напряжения. В некоторых вариантах осуществления аккумуляторная батарея 44 дополнительно является перезаряжаемой в конфигурации подключаемого к бытовой сети транспортного средства (PHEV) с использованием розетки 45, присоединенной к аккумуляторной батарее 44, возможно, через блок зарядного устройства/преобразователя аккумуляторной батареи. Розетка 45 может быть присоединена к электрораспределительной сети или другому внешнему источнику электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи 44.
Силовая передача включает в себя трансмиссию 46, которая содержит планетарный редуктор 48, генератор 40 и электродвигатель 42, а также зубчатую передачу 50 встречного вала передачи крутящего момента. Планетарный редуктор 48 содержит коронную шестерню, солнечную шестерню, водило планетарной передачи и планетарные шестерни с возможностью вращения и поддерживаемые на водиле планетарной передачи для зацепления с коронной шестерней и солнечной шестерней. Силовой выходной элемент механизма зубчатой передачи 50 с возможностью осуществления привода присоединен к узлу 52 дифференциала-полуосей, который распределяет мощность на ведущие колеса 54 транспортного средства.
Полный контроллер для режимов работы силовой передачи может быть реализован контроллером 56 (VSC) системы транспортного средства, электронным блоком управления (ЭБУ) или контроллером, который принимает различные входные сигналы, в том числе входные сигналы 58 и 60 водителя. Входной сигнал 58 является сигналом датчика положения акселератора (APPS), а входной сигнал 60 является вариантом выбора водителя для «парковки», «заднего хода», «нейтрали» и «диапазона передач» (PRND). VSC 56 может быть объединен с контроллером 26 по фиг.1-3, или в качестве альтернативы VSC 56 и контроллер 26 могут быть реализованы отдельными модулями на связи друг с другом.
Блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая вариант осуществления своевременной проверки целостности системы, начинается на этапе 100 по фиг.5. Контроллер 26 выполняет своевременную проверку VPS 11, в то время как транспортное средство является действующим, когда возникает благоприятная возможность выполнить проверку. Контроллер 26 сбрасывает счетчик на этапе 102 при запуске транспортного средства. Контроллер 26 находится на связи с датчиком 32 давления в VPS 11 во время работы транспортного средства. VPS 11 может включать в себя топливный бак 10, бачок 14 с активированным углем и сеть трубопроводов, соединяющую топливный бак 10, бачки 14 и двигатель 20. Во время работы транспортного средства клапан 19 бачка и клапан 24 продувки типично открыты, в то время как FTIV 31 может открываться или закрываться.
Контроллер 26 контролирует датчик 32 или преобразователь давления, чтобы определять, является ли давление в VPS 11 меньшим, чем пороговое давление на этапе 104. Это соответствует разрежению в VPS 11, являющемуся большим, чем пороговое разрежение. В изобретении описаны алгоритмы и различные варианты осуществления в показателях давления в VPS 11. Конечно, контроллер 26 также может измерять разрежение с использованием датчика разрежения и сравнивать уровни разрежения в VPS 11 с различными пороговыми значениями разрежения. Вообще, давление, являющееся меньшим, чем пороговое давление, соответствует разрежению, являющемуся большим, чем пороговое значение разрежения. Использование любого из измерений давления или разрежения вместе с соответствующими пороговыми значениями давления или разрежения предполагается для применения с различными вариантами осуществления изобретения.
Если давление является не меньшим (то есть большим или равным), чем пороговое давление, контроллер 26 переходит к проверке начальных условий на этапе 106 в подготовке к получению дополнительного разрежения или снижению давления в VPS 11, чтобы снизить давление до уровня ниже порогового давления. Начальные условия на этапе 106 могут включать в себя, но не в качестве ограничения, работающий двигатель, давление в коллекторе двигателя, являющееся меньшим, чем пороговое давление, долю заполнения бачка, являющуюся меньшей, чем калибруемое значение, из условия, чтобы он был почти пустым, и температуру катализатора в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов, находящуюся выше заданной температуры.
Если начальные условия на этапе 106 удовлетворены, давление в VPS 11 может снижаться ниже своего порогового значения с использованием состояния низкого давления во впускном коллекторе 30. В этот момент клапан 19 бачка закрыт. Контроллер 26 дает команду клапану 24 продувки в открытое положение, чтобы получить разрежение в VPS 11 на этапе 108 для снижения давления. Скорость продувки устанавливается в целевую скорость потока. Контроллер 26 также проверяет, находится ли FTIV 31 в открытом положении, и если FTIV 31 закрыт, дает FTIV команду в открытое положение, из условия чтобы разрежение также наступило в топливном баке 10. FTIV может быть оставлен открытым, чтобы избежать ударной продувки бачка, если бачок не является почти пустым.
Контроллер 26 продолжает контролировать давление в VPS 11, и когда давление становится меньшим, чем пороговое давление на этапе 110, контроллер 26 дает FTIV 31 команду в закрытое положение на этапе 112, чтобы сохранять состояние низкого давления, или разрежение, в топливном баке 10. Контроллер 26 также может давать клапану 24 команду в другое положение, а клапану 19 бачка в открытое положение, как требуется для продолжения нормальной очистки бачка 14 от паров. В качестве альтернативы, когда большой поток продувки заставляет состояние разрежения возникать в VPS 11 без закрывания клапана 19 бачка, контроллер 26 может открывать FTIV 31, когда разрежение в баке является низким, а затем закрывать FTIV 31, когда существует достаточное разрежение в баке. Это предоставляет очистке бачка возможность происходить без перерыва.
Контроллер 26 своевременно использует двигатель, когда он является работающим, для получения разрежения или подачи низкого давления в VPS 11, а затем удерживать низкое давление или разрежение в топливном баке 10, чтобы проводить проверку целостности системы VPS 11, когда возникает более поздняя благоприятная возможность для выполнения проверки, не уменьшая времени очистки бачка 14 для паров. Снижение давления в топливном баке 10, в то время как двигатель 20 является работающим, вследствие потребности транспортного средства или водителя уменьшает дополнительное время работы двигателя со снабжением топливом для снижения давления в топливном баке 10 при подготовке к проверке целостности системы, а потому улучшает экономию топлива, снижает выбросы и минимизирует шумы, вибрации и неплавность движения (NVH). Формирование паров, вызванное состоянием низкого давления в VPS 11, может ухудшать состояние разрежения в VPS 11, однако формирование паров и ассоциативно связанное изменение давления типично являются небольшими, из условия, чтобы они не оказывали влияния на проверку.
Когда давление является меньшим, чем пороговое давление на этапе 104, VPS 11 может проверяться на целостность системы в надлежащий момент времени во время действия функционирования средства. Контроллер 26 переходит к начальным условиям для своевременной проверки на этапе 114. Начальные условия для своевременной проверки могут включать в себя, но не в качестве ограничения, состояние отключения двигателя, долю заполнения бачка, являющуюся меньшей, чем калибруемое значение, из условия, чтобы он был почти пустым, давление в топливном баке, являющееся меньшим, чем пороговое значение, и скорость транспортного средства, являющуюся меньшей, чем пороговая скорость в течение заданного времени. Дополнительные условия могут включать в себя: температуру окружающей среды, находящуюся в пределах заданного диапазона температур, давление в топливном баке, находящееся выше минимального уровня, уровень топлива в топливном баке, находящийся в пределах заданного диапазона, давление окружающей среды, находящееся выше заданного давления, и что датчик или исполнительный механизм клапана не имеет диагностического кода, который может препятствовать проверке.
Когда начальные условия на этапе 114 удовлетворены, контроллер 26 переходит к выполнению своевременной проверки VPS 11 на этапе 116. Контроллер 26 дает клапану 24 продувки команду закрываться и клапану 19 бачка закрываться. Контроллер 26 затем дает команду FTIV 31 открываться, если он еще не находится в открытом положении. VPS 11 в таком случае находится в состоянии низкого давления или разрежения по сравнению с атмосферным давлением и изолирован для проверки, если утечка присутствует в VPS 11, состояние низкого давления в VPS 11 будет со временем выравниваться с атмосферными условиями.
В то время как является работающей проверка, контроллер 26 контролирует условия для прекращения проверки на этапе 118. Условия прекращения включают в себя, но не в качестве ограничения, датчик уровня топлива, указывающий всплески топлива в баке, которые могут указывать, что происходит дозаправка, и/или давление в топливном баке, являющееся меньшим, чем минимально допустимое значение давления. Если условие прекращения присутствует на этапе 118, контроллер 26 прекращает или задерживает проверку на этапе 120, и контроллер 26 возвращается на этап 104.
Если условие прекращения отсутствует, контроллер 26 продолжает контролировать давление в VPS 11 в течение заданного периода времени. Как только достигнут заданный период времени на этапе 122, контроллер затем определяет, обладает ли VPS 11 целостностью системы или протекает на этапе 124. Проверка может продолжаться в течение ее заданного периода времени, если транспортное средство входит в состояние отключения после того, как проверка была инициирована. Критерии проверки для определения, сохранен ли диагностический код, подробнее описаны со ссылкой на фиг.7.
Контроллер 26 имеет счетчик 126 успешных прохождений и счетчик 128 неисправностей. Если проверка целостности системы успешно пройдена, указывая целостность системы для такой проверки, в то время как транспортное средство было работающим, контроллер 26 добавляет успешное прохождение в счетчик 126 успешных прохождений. Если проверка целостности системы не пройдена успешно, указывая неисправность системы для такой проверки, в то время как транспортное средство было работающим, контроллер 26 добавляет неисправность к счетчику 128 неисправностей.
После обновления счетчиков 126, 128 контроллер 26 возвращается к вершине 104 блок-схемы и контролирует давление в системе 11 по сравнению с пороговым давлением и готовится выполнять другую своевременную проверку при следующей благоприятной возможности. Счетчик 126 успешного прохождения и счетчик 128 неисправностей удерживают текущий счет или подсчет количества успешно пройденных проверок и неисправных проверок, которые завершились, пока транспортное средство было работающим после запуска.
Когда транспортное средство является отключенным, контроллер 26 может проводить подтверждающую проверку на утечки в VPS 11. Блок-схема последовательности операций способа по варианту осуществления подтверждающей проверки целостности системы в случае отключения транспортного средства показана на фиг.6. Контроллер 26 принимает запрос или команду отключения транспортного средства на этапе 150. Команда отключения транспортного средства может быть пользовательской установкой транспортного средства на передачу парковки, применением стояночного тормоза, поворачиванием ключа зажигания в положение отключения, открыванием двери с водительской стороны или тому подобным.
В некоторых вариантах осуществления контроллер 26 затем переходит к сравнению счетчика 126 успешных прохождений с счетчиком 128 неисправностей на этапе 152 из своевременной проверки по фиг.5, когда транспортное средство оборудовано, чтобы выполнять такую проверку. Если счетчик 126 успешных прохождений является большим, чем счетчик 128 неисправностей, контроллер 26 определяет, что VPS 11 не имеет утечки по требованиям к проверке на этапе 154, и выдает код успешного прохождения. Если счетчик 126 успешных прохождений является приблизительно таким же, как или меньшим, чем счетчик 128 неисправностей, контроллер 26 переходит к началу подтверждающей проверки при отключении на этапе 156. Конечно, другие показатели сравнения могут быть предусмотрены между счетчиками 126, 128 успешного прохождения и неисправности для определения кода успешного прохождения, такие как счетчик 126 успешных прохождений, являющийся на заданное число или процент большим, чем счетчик 128 неисправности, чтобы предусматривать неопределенность в системе.
Если контроллер 26 не оборудован для проведения своевременной проверки с использованием счетчика 126 успешных прохождений и счетчика 128 неисправностей, контроллер 26 переходит с события отключения транспортного средства на этап 150 непосредственно к инициированию проверки целостности системы на этапе 156.
В качестве начального условия для подтверждающей проверки контроллер 26 определяет, находится ли катализатор в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов для двигателя выше заданной температуры на этапе 156. Если катализатор не достаточно разогрет, контроллер 26 осуществляет контроль на присутствие встроенного бачка 15 между двигателем 20 и топливным баком 10 на этапе 158. Встроенный бачок 15 поглощает пары из VPS 11, бака 10 или бачка 14, которые в ином случае проходили бы через двигатель, когда он приводится в действие в состоянии без снабжения топливом во время подтверждающей проверки. Если контроллер 26 определяет, что встроенный бачок 15 присутствует, контроллер 26 переходит к измерению давления в топливном баке 10 на этапе 162.
В качестве альтернативы контроллер 26 переходит прямо к измерению давления в топливном баке на этапе 162, если катализатор находится выше своей заданной температуры. Контроллер 26 сравнивает измеренное давление в топливном баке 10 с заданным пороговым давлением на этапе 162. Когда начальные условия на этапе 114 удовлетворены, контроллер 26 переходит к выполнению своевременной проверки VPS 11 на этапе 164.
Если давление является приблизительно равным или большим, чем заданное пороговое значение, контроллер 26 переходит на этап 166 для снижения давления в VPS 11 для проверки целостности системы. Контроллер 26 закрывает клапан 19 бачка и открывает FTIV 31 и клапан 24 продувки. Контроллер 26 дает команду электрической машине на связи с двигателем 20 приводить в действие двигатель 20. Двигатель 20 приводится в действие без топлива, что вызывает состояние низкого давления или состояние разрежения во впускном коллекторе 30. Это вызывает разрежение в VPS 11, тем самым снижая давление в VPS 11 и топливном баке 10. Контроллер 26 может приводить в действие двигатель 20 в течение заданного времени на заданной частоте или оборотах в минуту. В качестве альтернативы контроллер 26 может активно контролировать давление в VPS 11 с использованием обратной связи с преобразователя 32 для определения, когда следует прекратить приведение в действие двигателя 20. Когда контроллер 26 дает команду электрической машине прекратить приведение в действие двигателя 20, контроллер 26 также дает клапану 24 продувки команду закрываться, тем самым сохраняя состояние низкого давления или разрежения в VPS 11.
Контроллер 26 затем измеряет давление в VPS 11 с использованием преобразователя 32 и сравнивает измеренное давление с заданным пороговым давлением на этапе 168. Если давление не является меньшим, чем заданное значение, то есть давление является приблизительно таким же, как или является большим, чем заданное пороговое значение давления, контроллер 26 выдает код неисправности, обозначающий неудачную проверку на этапе 170. Большая утечка может присутствовать в VPS 11 в этом сценарии, так как давление в системе 11 не снижалось приведением в действие двигателя 20, чтобы получать разрежение в VPS 11.
Если давление является меньшим, чем заданное пороговое значение на этапе 168, контроллер переходит на этап 164 для запуска проверки целостности системы в VPS 11. Клапаны 19, 24 бачка и продувки находятся в закрытых положениях. Контроллер 26 дает команду FTIV 31 открываться, если он еще не открыт. VPS 11 и топливный бак 10 в таком случае находятся в изолированном состоянии низкого давления. Контроллер 26 контролирует давление в VPS 11 с использованием преобразователя 32 в течение заданного времени, чтобы определять, присутствует ли утечка, на этапе 172. Если есть небольшое или отсутствует изменение давления, контроллер 26 выдает код успешного прохождения на этапе 174. Если есть достаточное изменение давления, контроллер 26 переходит на этап 176. Контроллер 26 может использовать критерии проверки, как обсуждено ниже со ссылкой на фиг.7, чтобы определять состояние успешного прохождения или неисправности.
Контроллер 26 может проводить проверку формирования паров на этапе 176, если неисправность была результатом проверки 172 целостности системы. Контроллер 26 дает FTIV 31 и клапану 19 бачка команду открываться, чтобы вентилировать VPS 11 и топливный бак 10 атмосферным давлением. Контроллер 26 затем закрывает клапан 19 бачка и клапан 24 продувки, чтобы изолировать VPS 11 и топливный бак 10 под атмосферным давлением. FTIV 31 оставлен открытым.
Контроллер 26 контролирует давление в VPS 11 и топливном баке 10 в течение заданной длительности времени на этапе 178. Контроллер 26 затем сравнивает давление в VPS 11 с атмосферным давлением на этапе 180. В по существу свободной от утечек системе часть топлива в топливном баке 10 испаряется в течение заданной длительности времени на этапе 178, заставляя общее давление в VPS 11 увеличиваться вследствие добавления парциального давления испарившегося топлива к давлению в VPS 11.
Если давление в VPS 11 является большим, чем атмосферное давление, контроллер выдает код успешного прохождения на этапе 182. Если давление в VPS 11 является по существу равным или меньшим, чем атмосферное давление, контроллер 26 выдает код неисправности на этапе 184.
Еще одна подпрограмма подтверждающей проверки показана пунктиром на фиг.6 для использования с транспортным средством, таким как подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным приводом (PHEV), где двигатель может не работать всякий раз, когда функционирует транспортное средство. Когда двигатель не используется в течение цикла работы транспортного средства, выполняется определение в отношении того, может ли быть не нужным выполняться проверке целостности системы в течение такого цикла.
Контроллер 26 определяет, равны ли нулю оба на этапе 190, счетчик 126 успешного прохождения и счетчик 128 неисправности (пунктир), после приема указания отключения транспортного средства на этапе 150. Если счетчики 126, 128 успешного прохождения и неисправности, оба, являются нулевыми, своевременная проверка не проводилась во время текущего цикла работы транспортного средства, поскольку счетчики 126, 128 устанавливаются в ноль при запуске транспортного средства. Контроллер 26 затем определяет, проводилась ли проверка целостности системы во время последних n поездок или n приведений в действие транспортного средства на этапе 192 (пунктир), где n - заданное целое число, такое как два, три, четыре или более.
Если проверка целостности системы проводилась в пределах последних n поездок, контроллер 26 не предпринимает никаких дополнительных действий для проверки или, в качестве альтернативы, не предпринимает никаких действий, если результатом предыдущей проверки был код успешного прохождения.
Если проверка целостности системы не проводилась в течение последних n поездок, контроллер 26 переходит на этап 156 к начальным условиям для подтверждающей проверки для транспортного средства.
Контроллер 26 может иметь различные критерии проверки, чтобы определять успешное прохождение или неисправность проверки. Контроллер определяет, присутствует ли утечка в VPS 11, сравнивая измеренное давление с заданным пороговым значением или значением давления или, в качестве альтернативы, сравнивая измеренное разрежение с заданным пороговым значением или значением разрежения, такими, как показано на фиг.5 и 6, на этапах 124 и 164, соответственно.
В некоторых вариантах осуществления контроллер 26 может использовать стравливание давления в процентах, чтобы определять, присутствует ли утечка, как показано на фиг.7. Когда VPS 11 изолирована, контроллер 26 измеряет давление в VPS 11, когда система изолируется изначально, чтобы определять начальное давление или опорное давление. Контроллер 26 затем продолжает контролировать давление внутри изолированной VPS 11 в течение заданной длительности времени. Контроллер 26 определяет, была ли проверка успешным прохождением или неисправностью, на основании того, стравливается ли давление в VPS 11 на большее, чем пороговая, величину в течение заданного времени.
Исходное начальное давление в VPS 11 может меняться, так как одно и то же состояние разрежения или низкого давления может не быть имеющимся в распоряжении из впускного коллектора 30 для каждой проверки. Отсюда также может быть меняющееся пороговое значение утечки, которое основано на опорном давлении. Использование стравливания давления внутри VPS 11 предусматривает изменчивость исходного начального опорного давления.
Контроллер 26 может иметь базу данных или справочную таблицу профилей затухания давления или профилей затухания удельного давления для различных опорных давлений, основанных на калибровочных испытаниях. Контроллер 26 рассчитывает удельное давление в VPS 11 во время проверки посредством деления измеренного в реальном времени давления на опорное давление, чтобы рассчитывать удельное давление. Контроллер затем сравнивает удельное давление с соответствующим профилем в данный момент времени при проверке, чтобы определять, присутствует ли утечка. Если измеренное удельное давление является меньшим, чем удельное пороговое значение в данный момент времени, утечка присутствует в VPS.
На фиг.7 показан график, иллюстрирующий профили порогового значения удельного давления, начерченные для удельного давления в зависимости от времени. Первое пороговое значение 200 давления показано для использования с первым опорным давлением. Второе пороговое значение 202 давления показано для использования с вторым опорным давлением. Первое опорное давление является более высоким, чем второе опорное давление.
Контроллер 26 измеряет опорное давление в VPS 11 и определяет, какое пороговое значение или профиль следует использовать, на основании опорного давления. В одном из примеров контроллер 26 измеряет исходное опорное давление и указывает, что первое пороговое значение 200 будет использоваться при проверке целостности системы. Контроллер 26 контролирует давление в различные моменты времени в течение заданного периода времени и рассчитывает удельное давление для каждого измерения давления для сравнения с пороговым значением. За три секунды в тридцатисекундной проверке, контроллер 26 измеряет давление и рассчитывает удельное давление в точке 204, которое находится ниже порогового значения 200, показанного линией, и является успешным прохождением в такой точке. Контроллер 26 продолжает контролировать удельное давление и сравнивать значение с пороговым значением. Позднее, во время той же самой проверки, контроллер рассчитывает удельное давление за тридцать секунд, как показано в точке 206, которое находится выше порогового значения 200 в такой момент времени, что указывает неисправную проверку. Контроллер 26 сохраняет соответствующий диагностический код. Если в любой момент времени в течение проверки контроллер 26 имеет удельное давление ниже порогового значения в данный момент времени, контроллер может выдавать ассоциативно связанный диагностический код, так как проверка указывает, что VPS 11 не является удерживающей давление в достаточной мере, чтобы успешно проходить критерии проверки.
В еще одном примере контроллер 26 измеряет более низкое исходное опорное давление и используется другой удельный опорный профиль 202. За три секунды в тридцатисекундной проверке контроллер измеряет давление и рассчитывает удельное давление на 206, которое находится ниже порогового значения, показанного линией 202, и является успешным прохождением в такой точке. Контроллер 26 продолжает контролировать удельное давление и сравнивать значение с пороговым значением 202. Позднее, во время той же самой проверки, контроллер 26 рассчитывает удельное давление за тридцать секунд, как показано в точке 208, которое также находится ниже порогового значения 202 в такой момент времени, что указывает успешно пройденную проверку. Измеренное удельное давление не поднималось выше и не пересекало пороговое значение 202 в течение этой проверки, и контроллер 26 указывает код успешного прохождения.
Конечно, контроллер 26 может использовать профиль порогового значения стравливания разрежения, заданную дельту давления или любую другую технологию, которая известна в данной области техники, для определения, присутствует ли утечка в VPS 11.
Различные варианты осуществления согласно настоящему раскрытию имеют соответствующие преимущества. Электрическая машина может использоваться для разгона не снабжаемого топливом двигателя, чтобы обеспечивать источник разрежения для снижения давления в VPS для проверки целостности системы. Это устраняет необходимость в вакуумном насосе для использования с VPS для проверки, тем самым снижая количество деталей, стоимость и сложность системы. Кроме того, посредством приведения в действие двигателя с использованием электрической машины время, которое двигатель работает в снабжаемом топливом состоянии, сокращается, тем самым увеличивая экономию топлива для транспортного средства и снижая выбросы.
Дополнительно, снабжаемый топливом работающий двигатель может использоваться для предоставления источника разрежения для VPS, в то время как транспортное средство является действующим. Низкое давление, выдаваемое впускным коллектором, может накапливаться в топливном баке при подготовке к проверке. Использование впускного коллектора двигателя в качестве источника для низкого давления или разрежения устраняет необходимость в вакуумном насосе для проверки VPS, тем самым снижая количество деталей, стоимость и сложность системы.
Выполнение проверки целостности системы с использованием накопленного низкого давления в топливном баке, в то время как двигатель не является работающим, дает дополнительное время для продувки бачка с активированным углем во время работы двигателя, поскольку такое время не используется для проверки. В транспортном средстве с гибридным приводом благоприятные возможности для продувки бачка ограничены по сравнению с традиционным транспортным средством, так как двигатель может не эксплуатироваться непрерывно.
Выполнение многочисленных проверок целостности системы во время действия транспортного средства повышает качество измерения и статистическую достоверность результата проверки. Использование удельного порогового значения для определения утечки предусматривает большую изменчивость начального давления внутри VPS для проверки, поскольку низкое давление или разрежение, выдаваемое впускным коллектором, может не быть постоянным значением.
Несмотря на то что выше описаны примерные варианты осуществления, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются скорее словесными формулировками описания, а не ограничением, и следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. Кроме того, признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения, которые не проиллюстрированы и не описаны в прямой форме. В тех случаях, когда один или более вариантов осуществления были описаны в качестве обеспечивающих преимущества или являющихся предпочтительными над другими вариантами осуществления в отношении одной или более требуемых характеристик, специалисту в данной области техники следует понимать, что компромиссы могут быть найдены между различными признаками для достижения требуемых системных свойств, которые могут зависеть от конкретного применения или реализации. Эти свойства включают в себя, но не ограничиваются: себестоимость, прочность, надежность, затраты полного срока эксплуатации, пригодность для продажи, внешний вид, упаковку, габариты, ремонтопригодность, вес, технологичность, легкость сборки и т.д. По существу, любые варианты осуществления, описанные в качестве являющихся менее желательными относительно других вариантов осуществления в отношении одной или более характеристик, не находятся за пределами объема заявленного объема изобретения.