[发明专利]用于燃料系统控制的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于保持混合动力车辆的燃料系统中的真空的系统和方法。

背景技术

减少混合动力车辆中的发动机运行时间能够实现燃料经济性和减少燃料排放物的好处。然而，较短的发动机运行时间可能导致来自车辆排放控制系统的燃料蒸气的不充分抽取（purging）以及没有充分的时间用于完成燃料系统泄漏诊断操作。为了解决这些问题，混合动力车辆可以在燃料箱和排放系统的碳氢化合物滤罐之间包括蒸气阻断阀（VBV），以限制在该滤罐中吸收的燃料蒸气的量。该VBV的打开和关闭于是可以基于燃料系统状况被调节以能够进行燃料蒸气抽取或泄漏诊断。

用于燃料系统控制的一种示例方法由Rockwell等人在美国专利US7,594,500中示出。其中，燃料箱经由具有蒸气阻断阀、滤罐通风阀和滤罐抽取阀的空气控制模块连接至滤罐。在加燃料和升高燃料箱压力状态期间，蒸气阻断阀可以选择性地打开以将燃料箱蒸气释放到滤罐。在抽取条件期间，滤罐抽取阀和滤罐通风阀可以打开，以允许进气歧管真空抽取滤罐，同时蒸气阻断阀保持关闭以防止来自燃料箱的燃料蒸气流到发动机中。

然而，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个例子，在抽取操作期间，为了促进将碳氢化合物从滤罐吸出到发动机进气装置，同时还减少被吸入到发动机进气装置的燃料箱蒸气的量，VBV必需用被关闭和/或必需保持燃料箱中的负压。具体地，每次发动机被关闭（例如，以蓄电池模式运行车辆，或发动机怠速停机），或当抽取在发动机运行事件期间被周期性地关闭时，VBV必需打开，以允许燃料箱将由燃料箱中产生蒸气所形成的压力排放到抽取滤罐中。在抽取操作可以随后恢复之前，该VBV被关闭以隔离燃料箱，迫使新鲜空气流过滤罐床（canister bed）并增强滤罐抽取。因此，如果VBV不关闭，抽取流将通过滤罐的缓冲区从燃料箱蒸气罩（dome）中吸出碳氢化合物（因而旁通滤罐碳床），直到燃料箱处在负压下，在这种情况下将经由该碳床产生最小阻力路径。由于在混合动力车辆中可得到较短的抽取时间，抽取操作倾向于具有较高的抽取斜率而更具侵蚀性（相对于对应的非混合动力车辆）。在这种侵蚀性抽取期间直接从燃料箱吸出蒸气可能引起明显的空气/燃料比偏移，这进而使燃烧稳定性、尾管排放和整体操纵性性能变差。在一些实施例中，在每个抽取循环燃料箱压力可能需要泵取下降到负压水平，以能够抽取通过滤罐床。因此，这些额外的步骤大大减少可用于在混合动力车辆中抽取的已经有限的时间。

发明内容

在一个例子中，上面的一些问题可以至少部分地通过用于混合动力车辆中的燃料系统的方法解决，该方法包括在通风阀和抽取阀打开的情况下将碳氢化合物从滤罐抽取到发动机进气装置，和在抽取期间，响应于燃料箱压力，选择性地关闭通风阀同时抽取阀保持打开，以保持燃料箱中的真空。以此方式，可以减少对用于控制燃料箱压力的蒸气阻断阀的依赖。

作为例子，混合动力车辆中的燃料系统可以包括经由滤罐连接于发动机进气装置以及滤罐通风阀和滤罐抽取阀中的每个的燃料箱。在抽取条件期间，例如当滤罐负载高于第一阈值时，发动机控制器可以打开抽取阀，以在滤罐碳床上施加发动机进气装置真空，并且抽出储存的碳氢化合物。在打开抽取阀之后，通风阀也可以打开，以允许新鲜空气流过滤罐床。通风阀可以保持打开，直到产生期望量的燃料系统真空（例如，燃料箱真空）。具体地，响应于燃料箱压力，通风阀可以在抽取期间选择性地关闭，以产生并保持燃料箱真空。然后，当滤罐抽取已经完成时，抽取阀可以关闭。当通风阀被关闭时，对于燃料系统的泄漏，可以监测燃料箱真空。在随后的抽取操作期间，在通风阀被打开之前可以打开抽取阀，使得在燃料箱负压状态下开始抽取。负燃料箱压力引起用于施加的真空的最小阻力的路径经由滤罐床，改善滤罐碳氢化合物的抽取并且减少将燃料箱蒸气吸入发动机进气装置中。

以此方式，通过基于燃料箱压力在滤罐抽取期间对关闭通风阀进行正时，可以密封燃料箱和将燃料箱蒸气引向发动机进气装置的蒸气路径，而不需要蒸气阻断阀。通过使通风阀的关闭与抽取阀的关闭协调，在燃料系统中可以保持至少一些负压，增强将碳氢化合物从滤罐吸入到进气装置中，并且减少直接将燃料箱蒸气吸入到发动机进气装置。以此方式，能够减少由进入进气装置的燃料箱蒸气引起的空气/燃料比偏移。此外，能够减少由于燃料箱压力下降和蒸气阻断阀操作引起的抽取延迟。通过在通风阀关闭时执行泄漏检测程序，燃料系统中保持的真空可以有利地用于完成燃料系统诊断。通过改善抽取和泄漏检测操作两者的完成频率，可以更好地确保排放达标。