CN101922382A - 燃料稳定性的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在本发明的燃料稳定性的方法和系统的一个示范性实施例中，提供了一种燃料稳定剂系统。该燃料稳定剂系统包括存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元。燃料稳定液供给系统将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元。控制模块估算燃料存储单元内的燃料的寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。

Description

燃料稳定性的方法和系统
技术领域
本发明的示范性实施例涉及燃料系统，并且更具体地涉及用于在燃料系统中保持燃料稳定性的方法和系统。
背景技术
混合动力电动车(HEV)或增程式电动车(EREV)通常包括可操作用于驱动车辆的内燃机和电机。当车辆的驾驶员踩下加速踏板时，控制模块建立驾驶员驱动命令并随后控制发动机和/或电机满足该命令。
在一系列的HEV中，由电机作为主推进源，而由内燃机驱动发电机。发电机既给车辆中的电池充电又给电机供电。
内燃机的使用取决于电池的充电情况。在某些情况下，例如只有在连续使用很多个小时之后才会用到内燃机。对于那些仅短距离驾驶的人来说，有可能从来都不用或者很少会用到HEV中的内燃机。
在这样的情况下，存储的用于内燃机的燃料会长时间地保持不用。存储燃料超过一定长的时间可能会由于燃料的氧化在燃料系统内产生沉淀物。沉淀物可能会阻止发动机的正常运行。
发明内容
在本发明的一个示范性实施例中，提供了一种燃料稳定剂系统。该燃料稳定剂系统包括存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元。燃料稳定液供给系统将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元。控制模块估算燃料存储单元内的燃料寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
解决方案1：一种燃料稳定剂系统，包括：
存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元；
燃料稳定液供给系统，其将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元；和
控制模块，其估算燃料存储单元内的燃料寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
解决方案2：如解决方案1中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内当前的燃料填充水平来估算要提供给燃料存储单元的燃料稳定液的量。
解决方案3：如解决方案1中所述的系统，其中控制模块基于环境空气温度来估算燃料寿命。
解决方案4：如解决方案3中所述的系统，其中控制模块估算自上一次燃料补给事件之后的平均环境空气温度，并且其中控制模块基于平均环境空气温度来进一步估算燃料寿命。
解决方案5：如解决方案1中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内新燃料和旧燃料的加权平均值来估算燃料寿命。
解决方案6：一种机动车辆，包括：
存储发动机燃料的燃料存储单元；
存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元；
燃料稳定液供给系统，其将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元；和
控制模块，其估算燃料存储单元内的燃料寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
解决方案7：如解决方案6中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内当前的燃料填充水平来估算要提供给燃料存储单元的燃料稳定液的量。
解决方案8：如解决方案6中所述的系统，其中控制模块基于环境空气温度来估算燃料寿命。
解决方案9：如解决方案8中所述的系统，其中控制模块估算自上一次燃料补给事件之后的平均环境空气温度，并且其中控制模块基于平均环境空气温度来进一步估算燃料寿命。
解决方案10：如解决方案6中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内新燃料和旧燃料的加权平均值来估算燃料寿命。
解决方案11：一种用于稳定燃料的控制方法，包括：
估算自上一次燃料补给事件之后的时间；
基于自上一次燃料补给事件之后的时间来估算燃料寿命；和
基于燃料寿命来命令将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
解决方案12：如解决方案11中所述的方法，其中进一步基于环境空气温度来估算燃料寿命。
解决方案13：如解决方案12中所述的方法，其中进一步基于当前的燃料填充水平来估算燃料寿命。
解决方案14：如解决方案11中所述的方法，进一步包括确定燃料补给事件何时发生。
解决方案15：如解决方案14中所述的方法，其中在发生燃料补给事件时，基于现有燃料和新燃料的燃料寿命的加权平均值来估算燃料寿命。
解决方案16：如解决方案11中所述的方法，进一步包括基于当前的燃料填充水平来确定供给量，并且其中基于供给量来命令提供燃料稳定液。
本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点将通过以下结合附图对实现本发明的最佳方式的详细说明而变得显而易见。
附图简要说明
其他的目标、特征、优点和细节仅作为示例出现在以下对实施例的详细说明中，详细说明参照附图给出，在附图中：
图1是根据示范性实施例显示包括燃料稳定性添加剂系统的混合动力电动车的功能性框图；
图2是根据示范性实施例显示混合动力电动车控制模块的数据流图；
图3和图4是根据示范性实施例显示燃料添加剂稳定性供给控制方法的流程图。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示范性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应该理解在全部附图中，对应的附图标记表示类似或对应的部件和特征。如本文中所用，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享，专用或组处理器)以及执行一种或多种软件或固件程序的内存、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他适合的组件。
现参照图1，框图根据示范性实施例示出了包括燃料稳定性添加剂系统的示范性混合动力电动车(HEV)10。示范性的HEV 10包括根据串联结构设置的发动机12和电机14。发动机12驱动发电机16以产生电力。电力被存储在能量存储系统18(例如多块电池)内或者被送往电机14。电机14通过驱动车轮20，22而起到车辆10的主推进源的作用。
发动机12是内燃机。空气被吸入发动机12的气缸(未示出)内并与燃料混合。空气/燃料混合物在其中燃烧并通过排气系统(未示出)排出。在不同的实施例中，图1中的发动机12包括四个气缸。可以理解，本公开中的系统和方法能够在具有多个气缸(包括但不限于1，2，3，4，5，6，8，10和12个气缸)的发动机中实施。
燃料供给系统24将存储在燃料存储单元26内的燃料提供给发动机12。控制模块28控制燃料供给系统24和/或发动机12的操作。
根据本公开的燃料稳定性添加剂系统包括存储燃料稳定液(例如任意适合的燃料稳定剂)的添加液存储单元30。这样的燃料稳定剂通常是受阻酚、苯二胺、受阻胺、胺基醚、羟胺、硝基氧、硝酮和(基于N，N′-双水杨醛缩-1，2-丙二胺的)金属钝化剂门类中的化合物及其混合物。添加剂供给系统32从添加液存储单元30接收稳定液并将稳定液送入燃料存储单元26内。在不同的实施例中，添加剂供给系统32包括将液体喷入燃料存储单元26内的液体喷射设备。可以理解，添加剂供给系统32能够包括现有技术中已知的任何供给设备。
控制模块28确定残留在燃料存储单元26内的燃料的寿命并控制添加剂供给系统32将一定量的稳定液送入燃料存储单元内。稳定液由此即可在未使用发动机12期间保持燃料的稳定性。
尽管图1示出了HEV 10，但是可以理解的是本公开中的燃料稳定性添加剂系统能够应用于包括可以在不同时段处于不使用状态的内燃机的各种应用中。这样的应用可以包括但不限于例如驻立式器具、船舶应用、全地形车应用、小型发动机应用(例如割草机、修边机、除雪机等)以及包括两冲程或四冲程内燃机在内的任何其它的应用。
现参照图2，数据流图示出了可以被嵌入控制模块28内的燃料稳定性添加剂控制系统的不同实施例。燃料稳定性添加剂控制系统的不同实施例根据本公开可以包括嵌入控制模块28内的任意数量的子模块和/或数据存储器。可以理解，图2中示出的子模块能够被组合和/或进一步划分以类似地控制燃料稳定液向燃料存储单元26的供给。向系统的输入可以从车辆10中检测、从车辆10内的其他控制模块(未示出)接收以及或者由控制模块28内的其他子模块(未示出)确定。在不同的实施例中，如图2中所示，控制模块28包括燃料补给事件确定模块50、平均温度确定模块52、燃料寿命确定模块54和添加剂供给控制模块56。
燃料补给事件确定模块50接收例如先前的燃料水平58和当前的燃料水平60作为输入。基于这些输入，燃料补给事件确定模块50确定燃料补给事件何时发生。例如，在当前的燃料水平60超过先前的燃料水平58(例如超出预定量)时，燃料补给事件就已发生。燃料补给事件确定模块50基于燃料补给事件产生加燃料事件指示62。
在不同的实施例中，燃料补给事件确定模块50进一步接收当前时间64和初始寿命66作为输入。基于这些输入64，66，燃料补给事件确定模块50确定自上一次燃料补给事件之后的时间68。在一个示例中，燃料补给事件确定模块50通过将初始寿命66累加至当前时间64来确定自上一次燃料补给事件之后的时间。初始寿命66由寿命确定模块54和/或添加剂供给控制模块56更新(将在下文中更加详细地讨论)并且能够从数据存储器70(例如非易失性数据存储器)中恢复。当前时间64可以从例如控制模块28的内部时钟当中产生。
平均温度确定模块52接收环境空气温度72和加燃料事件指示62作为输入。平均温度确定模块52监测环境空气温度72。平均温度确定模块52基于加燃料事件指示62来估算自上一次燃料补给事件之后的平均环境空气温度74。
燃料寿命确定模块54接收平均环境空气温度74、加燃料事件指示62、自上一次燃料补给事件之后的时间68、先前的燃料水平58和当前的燃料水平60作为输入。燃料寿命确定模块54基于上述输入来估算残留在燃料存储单元26(图1)内的燃料的寿命(燃料寿命76)。例如，基于平均环境空气温度74来调节实际的燃料寿命，并在燃料补给事件期间加入新燃料时进行进一步的调节。
在不同的实施例中，燃料寿命确定模块54通过基于自上一次燃料补给事件之后的时间68(Time)、自上一次燃料补给事件之后的平均空气温度(Temp)和当前的燃料水平60(FillLevel)计算出平均寿命(AvAge)来估算燃料寿命(FuelAge76)。在一个示例中，基于以下公式来计算燃料寿命76：
FuelAge＝AvAge＝k*Time*Temp*(100％-FillLevel)  (1)
其中，k是算法常数。
在每一次燃料补给事件中，燃料寿命确定模块54通过应用新燃料和旧燃料的加权平均值估算来进一步估算燃料寿命。在不同的实施例中，燃料寿命确定模块54基于加权平均寿命(WeightedAvAge)来估算燃料寿命76(Age)，加权平均寿命(WeightedAvAge)是基于先前的燃料水平58(FillPrev)和当前的燃料水平60(Fill Cur)来估算的。在一个示例中，基于以下公式来计算燃料寿命76：
FuelAge＝WeightedAvAge＝(FillPrev/FiillCur)*AvAge  (2)
在燃料补给事件之后计算燃料寿命76时，寿命确定模块将初始寿命66设定为燃料寿命76并将初始寿命66储存在数据存储器70中用于以后的使用(如上面讨论的)。
添加剂供给控制模块56接收燃料寿命76和当前的燃料水平60作为输入。添加剂供给控制模块56确定何时命令将稳定液提供给燃料存储单元26(图1)并确定要送入燃料存储单元26(图1)内的稳定液的量。例如，添加剂供给控制模块56监测燃料寿命76。当燃料寿命76超过预定的阈值寿命(例如六个月)时，基于当前的燃料水平60确定稳定液供给数量并在此基础上产生供给控制信号78。
在产生了供给控制信号78时，添加剂供给控制模块56进一步将初始寿命66重置为预定值(例如等于两个月、三个月等)。
现转至图3和图4并继续参照图2，流程图根据本公开的各种情况示出了能够由图2中的控制模块28执行的燃料稳定性添加剂供给控制方法。根据本公开可以理解，该方法中的操作顺序并不局限于如图2中所示的顺序执行，而是可以按照可应用的并且与本公开相一致的一种或多种变化的顺序执行。
在不同的实施例中，该方法可以基于预定事件、在特定的存储条件下确定运行的时间和/或在操作车辆10(图1)期间连续运行。在一个示例中，如图3中所示的方法确定为在给车辆10(图1)加电时运行。
在一个示例中，该方法可以在100处开始。在110处确定燃料补给事件的发生。如果在110处尚未发生燃料补给事件，那么就在120处估算燃料寿命76。例如，如图4中所示，通过在210处估算自上一次燃料补给事件之后的时间68、在220处确定自上一次燃料补给事件之后的平均空气温度74以及在此基础上在230处例如利用上面公式1计算平均燃料寿命，来估算出燃料寿命76。
随后在130处评估燃料寿命76。如果燃料寿命76大于预定的阈值(例如等于六个月)，那么就在140处基于当前的燃料水平60确定添加剂供给量。随后就在150处通过对添加剂供给系统32(图1)产生供给控制信号78来从添加液存储单元30(图1)中获取稳定液并提供给燃料存储单元26(图1)。然后，在160处将残留在燃料存储单元26(图1)内的燃料的初始寿命重置为预定值(例如等于两个月、三个月和/或任意其他的数值)，而且该方法即可在170处结束。
另外，在130处，如果燃料寿命76小于预定的阈值，那么该方法即可在170处结束。
在110处，如果燃料补给事件已经发生，那么就在180处估算燃料的平均寿命。例如，如图4中所示，通过在210处估算自上一次燃料补给事件之后的时间68、在220处确定自上一次燃料补给事件之后的平均空气温度74以及在此基础上在230处例如利用上面公式1计算平均燃料寿命，来估算出平均燃料寿命。随后，在图3中的190处，基于加权平均寿命来确定燃料寿命76。基于平均寿命、先前的燃料水平58和当前的燃料水平60，利用例如上面公式2，来计算加权平均寿命。
随后在130处评估燃料寿命76。如果燃料寿命76大于预定的阈值(例如等于六个月)，那么就在140处基于当前的燃料水平60确定添加剂供给量。随后就在150处通过对添加剂供给系统32(图1)产生供给控制信号78来从添加液存储单元30(图1)中获取稳定液量并提供给燃料存储单元26(图1)。然后，在160处将残留在燃料存储单元26(图1)内的燃料的初始寿命66重置为预定值(例如等于两个月、三个月和/或任意其他的数值)，而且该方法即可在170处结束。
另外，在130处，如果燃料寿命76小于预定的阈值，那么该方法即可在170处结束。
尽管已经参照示范性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解可以进行各种改变并且其元件可以用等价物替代而并不背离本发明的保护范围。另外，可以进行多种修改以使特定的状况或材料适用于本发明的教导而并不背离其实质的保护范围。因此，应该理解本发明并不局限于作为设想用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施例，相反本发明应该包括落入本申请保护范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种燃料稳定剂系统，包括：
存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元；
燃料稳定液供给系统，其将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元；和
控制模块，其估算燃料存储单元内的燃料寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
2.如权利要求1中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内当前的燃料填充水平来估算要提供给燃料存储单元的燃料稳定液的量。
3.如权利要求1中所述的系统，其中控制模块基于环境空气温度来估算燃料寿命。
4.如权利要求3中所述的系统，其中控制模块估算自上一次燃料补给事件之后的平均环境空气温度，并且其中控制模块基于平均环境空气温度来进一步估算燃料寿命。
5.如权利要求1中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内新燃料和旧燃料的加权平均值来估算燃料寿命。
6.一种机动车辆，包括：
存储发动机燃料的燃料存储单元；
存储燃料稳定液的燃料添加剂存储单元；
燃料稳定液供给系统，其将燃料稳定液从燃料添加剂存储单元提供给燃料存储单元；和
控制模块，其估算燃料存储单元内的燃料寿命并基于燃料寿命来选择性地控制燃料稳定液供给系统将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
7.如权利要求6中所述的系统，其中控制模块基于燃料存储单元内当前的燃料填充水平来估算要提供给燃料存储单元的燃料稳定液的量。
8.如权利要求6中所述的系统，其中控制模块基于环境空气温度来估算燃料寿命。
9.如权利要求8中所述的系统，其中控制模块估算自上一次燃料补给事件之后的平均环境空气温度，并且其中控制模块基于平均环境空气温度来进一步估算燃料寿命。
10.一种用于稳定燃料的控制方法，包括：
估算自上一次燃料补给事件之后的时间；
基于自上一次燃料补给事件之后的时间来估算燃料寿命；和
基于燃料寿命来命令将燃料稳定液提供给燃料存储单元。
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