CN101182814A - 液体燃料检测系统 - Google Patents

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Abstract

为在闭环下操作的发动机提供燃料蒸汽的车辆燃料蒸汽系统的液体燃料检测系统包括氧气传感器，该传感器基于发动机排气里的氧气水平产生氧气信号。发动机速度传感器基于发动机速度产生速度信号。而且控制模块接收氧气信号和速度信号，基于氧气信号决定燃料控制因素，基于长期的燃料控制因素改变决定长期的调节量，而且基于燃料控制因素、速度信号和长期的调节量，探测在燃料蒸汽系统中存在的液体燃料。

Description

液体燃料检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及检测系统并特别涉及液体燃料检测系统。
背景技术
[0002]内燃机在气缸中燃烧空气/燃料(A/F)混合物来驱动活塞和提供驱动扭矩。空气经由节气门送入气缸和进气歧管。燃料喷射系统从燃料箱供给燃料从而提供期望的A/F混合物到气缸里。为了防止汽油蒸汽的释放，车辆也典型地包括蒸汽排放系统，该系统包括从燃料箱中吸收燃料蒸汽的过滤器，过滤器排气阀和放气阀。过滤器排气阀允许空气进入过滤器。放气阀从过滤器到进气系统提供空气和汽化燃料的混合物。
[0003]闭环控制系统基于系统输出的反馈调节系统输入。通过监控排气中的氧气量，闭环燃料控制系统控制输送到发动机的燃料。基于氧气传感器的输出，发动机控制模块调节燃料输送来匹配比较理想的A/F比(14.7∶1)。通过监控发动机怠速时的速度变化，闭环速度控制系统控制发动机吸入气流和点火进程。
[0004]在一些环境下，液体燃料而不是燃料蒸汽出现在过滤器中。当液体燃料出现在过滤器中的时候，控制燃料系统是一个艰难的任务。过滤器中的液体燃料能产生高发动机排放，令人不快的怠速波动，稳定的节气门波动或者发动机停转。如果发生这些问题，车辆也可能中断蒸汽排放需求。
发明内容
[0005]因此，为在闭环下操作的发动机提供燃料蒸汽的车辆燃料蒸汽系统的液体燃料检测系统包括氧气传感器，该传感器基于发动机排气里的氧气水平产生氧气信号。发动机速度传感器基于发动机速度产生速度信号。而且控制模块接收氧气信号和速度信号，基于氧气信号决定燃料控制因素，基于长期的燃料控制因素改变决定长期的调节量，而且基于燃料控制因素、速度信号和长期的调节量，探测在燃料蒸汽系统中存在的液体燃料。
[0006]在另一个特征里，当在选定的时间段内燃料控制调节量低于最小值的时候，控制模块探测存在的液体燃料。
[0007]在另一个特征里，当速度信号和燃料控制因素显示发动机不稳定的时候，控制模块探测在燃料蒸汽系统中存在的液体燃料。
[0008]在其它特征里，当遇到发动机怠速情况的时候，控制模块探测在燃料蒸汽系统中存在的液体燃料。如果节气门位置小于最小节气门位置值和车辆速度小于车辆最小速度值的时候会发生发动机怠速的情况。
[0009]仍然在其它特征里，当在预定的时间段内探测出液体燃料存在的时候，控制模块设置一个液体燃料通知编码，而且当在预定的时间段内探测出液体燃料存在的时候，控制模块发送车外通讯信号。
[0010]更多的本发明的适应领域将会从在下文中提供的详细描述里成为显然的。当本发明的优选实施例被描述时，应当理解详细的描述和特定的例子意图是仅是描述，而不是限制发明范围。
附图说明
[0011]依据详细的描述和附随的图，本发明将变得更容易理解，其中：
[0012]图1是依据本发明的发动机控制系统和燃料系统功能块框图；
[0013]图2是一个流程图，描述了探测燃料蒸汽系统中存在液体燃料的方法；
[0014]图3是一个流程图，描述了检查发动机怠速状态的方法；
[0015]图4是一个流程图，描述了检查发动机稳定状态的方法；
[0016]图5是一个流程图，描述了检查长期调节量低状态的方法。
具体实施方式
[0017]下面的对于优选实施例描述在本质上仅仅是示例的而且决不打算限制本发明，和它的应用或使用。为了清晰的目的，同样附图标记将会在图中使用来标记类似的元件。如在这里所使用的，术语模块表示执行一个或者更多的软件或者硬件程序的特定用途集成电路(ASIC)，电子电路，处理器(共享、专用、群)和存储器，组合逻辑电路和/或其它提供描述功能的合适的组成。
[0018]参考图1，车辆10包括发动机系统12和燃料系统14。一个或者更多控制模块16与发动机和燃料系统12、14通信。下文将会更进一步详细描述燃料系统14选择性地供给液体和/或燃料蒸汽到发动机系统12。
[0019]发动机系统12包括发动机18，燃料喷射系统20，进气歧管22，排放歧管24。空气通过节气门26进入进气歧管22。节气门26调节流入进气歧管22的空气量。进气歧管22里的空气分配进入气缸28。空气与燃料混合，空气/燃料混合物在发动机18的气缸28里燃烧。尽管双气缸28被描述，应当理解发动机18可以包括更多或者更少的气缸28，气缸包括但是不限制于1、3、4、5、6、8、10和12个气缸。燃料喷射系统20包括喷射液体进入气缸28的液体喷嘴。
[0020]排气流经排气歧管24，并由催化式排气净化器30处理。第一和第二氧气排放传感器32和34(例如大量程的A/F比率传感器)发送排放A/F比率信号到控制模块16。空气流量(MAF)传感器36定位在空气进口里，而且基于进入发动机系统12的空气流量发送MAF信号到控制模块16。发动机速度传感器38检测发动机速度和发送发动机速度信号到控制模块16。节气门位置传感器40检测节气门26的位置而且发送节气门位置信号到控制模块16。
[0021]控制模块16基于氧气传感器信号和节气门位置控制供给到发动机的燃料和空气。这种形式的燃料控制也被称为闭环燃料控制。通过指令理想的燃料输送量来匹配空气流量，闭环燃料控制被用来维持空气/燃料混合物处于或接近理想化学空气/燃料比，该比例对汽油来说该理想比率是14.7∶1。在发动机怠速操作的时候，发动机控制可能指令不同的空气流量补偿发动机速度改变。
[0022]当A/F比率比理想A/F比率的时候，发动机系统1 2在贫乏的状态(也就是低燃料)下操作。当A/F比率比理想A/F比率低的时候，发动机系统12在充足的状态下操作。燃料控制因素帮助决定是否A/F比在理想状态里，即，高于最小值和低于最大值。示例的燃料控制因素包括短期积分量(integrator)(STI)，该积分量基于氧气传感器信号输入信号提供燃料浓度快速显示。例如，如果信号指示空气/燃料比高于特定参考值，STI提高一档，如果信号指示空气/燃料比低于特定参考值，STI降低一档。燃料控制调节量(modifier)监测燃料控制因素在长期上的变化。示例的燃料控制调节量包括长期的调节量(LTM)。LTM监控STI并且使用积分量产生它的输出。
[0023]燃料系统14包括燃料箱42，所述燃料箱42包含液体燃料和燃料蒸汽。燃料进口44从燃料箱42延伸，以使箱体装满。燃料盖46盖住燃料进口44并且带放气孔(没有显示)。模块贮存器组件(MRA)48布置在燃料箱42里并且带燃料泵50。MRA48包括液体燃料管52和燃料蒸汽管54。
[0024]燃料泵50通过液体燃料管52泵送液体燃料到发动机18的燃料喷射系统20。燃料蒸汽系统包括燃料蒸汽管54和过滤器56。燃料蒸汽通过燃料蒸汽管54流入过滤器56。燃料蒸汽管线58连接放气阀60和过滤器56。控制模块16调节放气阀60以选择性地使燃料蒸汽流到发动机18的进气系统。控制模块16调节过滤器排气阀62以选择性地使空气从大气流到过滤器56。
[0025]参考图1和图2，由控制模块执行以探测在燃料蒸汽系统里的液体燃料的步骤将会更详细的描述。当发动机系统12在闭环燃料控制下操作时，连续执行下述方法。在步骤100，控制器检测怠速状态来确定是否车辆10在怠速状态下操作。在步骤110，控制器检测发动机特征确定不稳定。在步骤120，如果满足怠速状态，发动机操作状态指示不稳定，在步骤130，控制器检测LTM低状态在。当在选定的期间内LTM值维持低状态时，LTM低状态出现。在步骤120，如果怠速状态没有慢速或者发动机操作指示状态稳定，控制器返回到步骤100处检测怠速状态。如果LTM低状态在140被满足，则在步骤150，液体燃料被认为存在于燃料蒸汽当中。如果LTM低状态没有满足，控制器返回到步骤100处检测怠速状态。
[0026]一旦控制器在燃料蒸汽系统中检测到液体燃料，控制器可在步骤160设定通知编码，并且在步骤170发送通知信号。信号可以是能够通过连接到车辆的维修工具重新得到的诊断编码的形式，点亮可被操作者看到的指示灯的信号形式，和/或传播到远端服务技术人员的诊断编码的形式。可选择地(没有显示)，在设定通知信号或者发送通知信号之前，控制器可等待直到在特定的时间段内在连续的时间量或者选定的时间量上燃料在蒸汽系统中被检测到。
[0027]现在参考图3，在图2中的方框100中提及的检测怠速操作状态的方法将会被更详细的讨论。控制器评估是否节气门位置信号比最小值小。最小值是可以被选择的。在步骤200如果节气门位置小于最小值，在步骤210控制器评估车辆速度。在步骤210，如果车速小于最小车速值，则在步骤220怠速状态被认可发生，并且怠速状态出现标记被设定为真。在步骤200如果节气门位置大于或者等于最小值，或者在步骤210车辆速度高于或者等于最大值，在步骤230怠速状态被认为没有满足，怠速状态出现标记设定为假.
[0028]现在参考图4，在图2中的步骤方框110中提及的检测发动机稳定性的方法将会被更详细的讨论。在步骤300控制器评估发动机速度。在步骤300如果在选定的时间量上发动机速度偏离期望的发动机速度，则在步骤310控制器计算STI。如果在选定的时间量上STI偏离选定的值(即100％)选定的量，则发动机被认可是不稳定的，并且在步骤320发动机不稳定的标记被设定为真。在步骤300如果发动机稳定并且在步骤310STI稳定，则在步骤330发动机不稳定标记被设定为假。
[0029]现在参考图5，在图2中的步骤方框130中提及的检测LTM低状态的方法将会被更详细的讨论。在步骤390计算器被初始化为零。在步骤400如果LTM小于或者等于选定的最小值，则在步骤410计算器增值。在步骤420如果计算器值大于极限值，则在步骤430LTM低状态被设定为真。在步骤420如果计算器值小于或者等于极限值，在步骤400控制器返回评估LTM。在步骤400如果LTM高于选定性的最小值，则在步骤440LTM低状态标记被设定为假。
[0030]本发明相关领域技术人员从前述描述的本发明的主要技术现在能意识到，本发明的大量的技术可以以各种形式被实践。因此，尽管这些发明已经参考其特定示例被描述，然而本发明中的真实范围不应该被限制，因为通过研究图、说明书和所附的权利要求，其它修改对本领域技术人员将会是显然的。

Claims (17)

1.一种用于为在闭环下操作的发动机提供燃料蒸汽的车辆燃料蒸汽系统的液体燃料检测系统，包括：
氧气传感器，基于发动机排气里的氧气水平产生氧气信号；
发动机速度传感器，基于发动机速度产生速度信号；以及
控制模块，接收所述氧气信号和所述速度信号，基于所述氧气信号决定燃料控制因素，基于长期的所述燃料控制因素改变决定长期的调节量，而且基于燃料控制因素、速度信号和长期的调节量，探测在燃料蒸汽系统中液体燃料的存在。
2.如权利要求1所述的液体燃料检测系统，其中，当所述燃料控制调节量在选定的时段内低于最小值时，所述控制模块探测液体燃料存在。
3.如权利要求1所述的液体燃料检测系统，其中，当所述速度信号和所述燃料控制因素指示发动机不稳定的时候，所述控制模块检测在所述燃料蒸汽系统中液体燃料的存在。
4.如权利要求1所述的液体燃料检测系统，其中，当满足发动机怠速条件的时候，所述控制模块检测在所述燃料蒸汽系统中液体燃料的存在。
5.如权利要求4所述的液体燃料检测系统，其中，如果节气门位置小于最小节气门位置值并且车辆速度小于最小车辆速度值，则所述发动机怠速状态被满足。
6.如权利要求5所述的液体燃料检测系统，其中，所述最小节气门位置值和所述最小车辆速度值是可选择的。
7.如权利要求1所述的液体燃料检测系统，其中，当在选定的时间量上探测出液体燃料的存在时，所述控制模块设定液体燃料通知编码。
8.如权利要求1所述的液体燃料检测系统，其中，当在选定的时间量上探测出液体燃料的存在时，所述控制模块发送一个车外的通讯信号。
9.如权利要求8所述的液体燃料检测系统，其中，所述控制模块发送车外的通讯信号到连接到车辆的维修工具。
10.如权利要求8所述的液体燃料检测系统，其中，所述控制模块发送的车外通讯信号点亮可被所述车辆操作者看到的指示灯。
11.如权利要求8所述的液体燃料检测系统，其中，所述控制模块发送通讯信号到远端技术服务人员。
12.一种检测在闭环中操作的发动机的燃料蒸汽系统中液体燃料存在的方法，包括：
接收发动机速度信号；
接收氧气传感器信号；
从所述氧气传感器信号确定氧气水平；
从所述氧气水平确定短期积分量；
从所述短期积分量确定长期调节量；
基于所述短期积分量和所述发动机速度检测发动机不稳定性；
当所述长期调节量在可选定的时间量上低于最小值的时候，基于所述发动机的不稳定，在所述的燃料蒸汽系统中检测液体燃料的存在。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括设定通知编码和发送包括所述通知编码的通知信号。
14.如权利要求13所述的方法，其中，一旦在选定的时间量上所述液体燃料的存在被探测出，将会执行所述设定通知编码的步骤和发送通知信号的步骤。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括基于通知编码，点亮操作者可见的指示灯。
16.如权利要求12所述的方法，进一步包括确定是否怠速条件被满足，和其中一旦怠速条件被满足，所述检测步骤被执行。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定怠速条件是否被满足的步骤包括评估节气门位置和车辆速度。
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