CN102454510B - 用于蒸发排放物控制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种控制车辆的蒸发排放物系统的方法，所述方法包括以下步骤：确定车辆乘员已经请求了燃料加注事件；检测燃料箱内的压力；如果所述压力大于极限值，则阻止燃料箱入口打开。在燃料加注事件之后，监测燃料入口通道门的打开/关闭状态；监测燃料箱内的燃料的位置；监测车辆发动机是否正处于运转状态。在下列情况下禁止在燃料箱内蓄压：a)所述打开/关闭状态尚未从关闭状态变为打开状态；b)燃料的位置已经升高；c)车辆发动机正在运转。可产生驾驶员警报，和/或可在车辆诊断系统中设置故障代码。

Description

用于蒸发排放物控制的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于自动车辆的蒸发排放物控制系统，更具体地讲，涉及一种在给车辆加注燃料之前或之后用于识别会导致燃料蒸气泄漏的状况的方法和设备。

背景技术

由内燃发动机驱动并运行的当今许多自动车辆包括蒸发排放物控制系统。在这样的系统中，形成在车辆的燃料箱以及燃料系统的相关部分中的蒸气经过包含碳颗粒的回收碳罐，在使空气离开燃料系统之前，碳颗粒从空气移除或“净化”碳氢化合物。在车辆运行期间的特定时刻，通过迫使空气穿过碳捕集器(carbon trap)以使碳氢化合物从碳中释放出来，然后使空气/碳氢化合物的混合物在发动机中燃烧，由此来“净化”蒸气回收碳罐。当前大多数蒸发排放物控制系统操作处于环境大气压力或接近于环境大气压力的燃料箱，从而通过由燃料蒸发引起的小量的蒸气压力使气体流过碳罐。在本文中，这样的系统被称为无压(unpressurized)系统。

已经提出了通过将燃料箱与蒸发排放物控制系统的下游组件隔离，使得来自燃料箱以及相关的蒸气回收系统管道和组件的燃料蒸气的泄漏几乎被消除，由此来更进一步地减少蒸发排放物。当以这种方式隔离燃料箱时，燃料箱中的液体燃料的正常蒸发通常将导致燃料箱在某种程度上被加压(大于大气压力)。如果当需要给车辆加注燃料时燃料箱中的压力大于大气压力，则应该通过打开隔离阀使得燃料箱中的燃料蒸气可流向(并流经)回收碳罐，由此使燃料箱压力降低到大气压力或接近大气压力。如果在打开加注入口之前通过这种方式没有释放燃料箱中的正压，则燃料蒸气将通过加注入口逸出，从而使减少蒸发排放物的希望破灭。

发明内容

在公开的一个实施例中，控制车辆的蒸发排放物系统的方法包括以下步骤：确定车辆乘员已经请求了燃料加注事件；检测燃料箱内的压力；如果该压力大于极限值，则阻止燃料箱入口打开。该方法防止如果燃料箱入口在燃料箱仍被加压时将被打开而会引起的燃料蒸气通过燃料箱入口逸出。

在公开的另一实施例中，在加注燃料之后控制车辆的蒸发排放物系统的方法包括以下步骤：监测燃料入口通道门的打开/关闭状态；监测燃料箱内的燃料的位置；检测车辆发动机是否正处于运转状态；在下列情况下禁止在燃料箱内蓄压：a)所述打开/关闭状态尚未从关闭状态变为打开状态；b)燃料的位置已经升高；c)车辆发动机正在运转。

在上述两个实施例的另一方面中，可产生驾驶员警报以通知车辆的驾驶员出现异常状况，和/或可在车辆诊断系统中设置故障代码。

在公开的另一实施例中，用于控制来自自动车辆的燃料系统的蒸发排放物的设备包括：燃料箱；燃料箱入口，用于给燃料箱加燃料；加注通道门，限制燃料箱入口的使用；燃料箱压力传感器；蒸气回收碳罐，接收来自燃料箱的蒸气；隔离阀，位于燃料箱和回收碳罐之间，并可被关闭以允许燃料箱中的压力增加；加注输入装置，车辆乘员可使用该装置直接打开加注通道门；控制器，与加注通道门、燃料箱压力传感器、隔离阀和燃料箱加注输入装置可操作地连接。控制器用于在燃料箱压力传感器检测到燃料箱的内部压力大于阈值压力时阻止加注通道门打开。

附图说明

现在，将参照附图仅仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1是加压式车辆燃料系统的示意图；

图2是示出用于确定入口通道门是否被打开以及车辆是否处于将被加注燃料的合适状态的算法的逻辑流程的框图；

图3是用于确定在加注燃料之后入口通道门和/或锁止件(latch)是否处于正确状态的图2的算法的延续。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是可以以各种及替代的形式实施的本发明的示例。附图未必按比例绘制；一些特征会被夸大或最小化以示出具体组件的细节。因此，在此公开的具体的结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基准。

在图1中示出的自动车辆蒸发排放物控制系统中，在以传统的已知的方式加注燃料的过程中，通过燃料箱入口14给燃料箱12填充液体燃料，例如，汽油或酒精-汽油混合燃料。燃料箱入口14具有可安装有可拆卸盖(未示出)的进口(inlet opening)16，或者燃料箱入口14可具有无盖设计。进口16位于靠近外部车身面板20的加注室18中。加注室18被可动的通道门22关闭，示出了通道门22在其下边缘附近被铰接。通道门22被锁止件24保持在关闭位置，锁止件24可被机械致动、电动致动或气动致动。在示出的示例中，锁止件24包括锁栓24a，锁栓24a向下延伸以接合通道门22上的锁止片22a。锁栓24a缩回以使锁止片22a分离，并允许通道门22打开，以允许使用加注室18和进口16。

图1不包括与液体燃料从燃料箱12流向发动机30以使发动机正常运转的过程相关的燃料系统组件，因为这些组件与本公开无关。

门位置传感器26被定位成靠近加注室18，并检测通道门22何时处于完全关闭的位置。门位置传感器26可以是机电领域公知类型中的任何合适类型的接触式传感器或非接触式传感器。

蒸发排放物控制系统还包括与燃料箱12连接的蒸气回收管道28、燃料箱压力变换器(FTPT)32、燃料箱隔离阀(FTIV)34以及蒸气回收碳罐36。FTPT32位于燃料箱12和FTIV 34之间以检测压力，并产生指示压力的电信号。FTIV 34可被关闭，以使燃料箱12与系统的其他下游组件隔离，FTIV 34可被打开，以允许蒸气流向碳罐36。如本领域所公知的，蒸气回收碳罐36包含从自燃料箱12流经蒸气回收管道28的燃料蒸气中吸附碳氢化合物的材料(最常见的是碳颗粒)。碳罐通气阀(CVV)38可操作，以选择性地打开或者关闭通向大气的通气口40。蒸气回收管道28从碳罐36朝着发动机30延伸，碳罐净化阀(CPV)42位于发动机和碳罐之间。

控制器44与燃料箱压力变换器32及燃料箱隔离阀34、碳罐通气阀38和碳罐净化阀42可操作地通信，以在某种意义上监测并控制该系统，从而维持燃料箱12及相关蒸气回收管道28内的正压，使得从燃料箱逸出的燃料蒸气最小化。

燃料箱隔离阀34在发动机运转期间是常闭的，以使燃料箱12保持在加压状态，从而防止蒸气在燃料加注事件之前逸出。当需要加注燃料时，控制器44命令燃料箱隔离阀34打开，燃料箱12内的正压使得燃料蒸气经蒸气回收管道28流向蒸气回收碳罐36。此时，碳罐通气阀38也是打开的，使得蒸气能够流经碳罐36，并使碳氢化合物污染物能够被净化，结果，相对无污染的气体经通气口40逸出到大气。

碳罐36最终充满碳氢化合物污染物，因此必须在碳罐36变饱和之前净化碳罐36，以保持其有效性。如蒸发排放物控制领域所公知的，在特定的发动机运转状态下，通过打开碳罐净化阀42(还打开碳罐通气阀38)，使得环境空气能够通过通气口40被吸入，经过碳罐36以释放出储存在碳罐中的碳氢化合物，将碳氢化合物吸入到发动机30中并在发动机正常运转的过程中使碳氢化合物燃烧，由此来净化碳罐36的污染物。

为了使这样的加压燃料箱蒸气回收系统正常工作，必须允许燃料蒸气仅通过如上所述的蒸气回收管道28从燃料箱12逸出。当车辆驾驶员希望给车辆加注燃料时，车辆停在加油站等处，关闭发动机30，驾驶员使加注输入装置46致动，以打开通道门22，从而使用加注室18和进口16。例如，加注输入装置46可以是开关(诸如片、杆、旋钮、按钮等)，该开关被标记和/或标示为门锁止件释放致动器，例如，该门锁止件释放致动器通常用于在车舱内释放可锁定/可锁止的加注通道门的车辆中。

在进口16被打开以插入加注嘴(未示出)之前，燃料箱12中的压力必须降低到大约等于大气压力，使得燃料蒸气不会经燃料箱入口14和进口16从燃料箱12逸出。因此，如果燃料箱压力大于期望极限值，则希望阻止燃料箱入口打开。

为此，图1中示出的系统采用适当的控制逻辑，以防止锁止件24在合适的条件存在之前解锁，从而使逸出的燃料蒸气最小化。当加注输入装置46被车辆乘员致动时，解锁请求信号被发送到控制器44，但是锁止件24真正的解锁被阻止或延迟，直到燃料箱压力变换器32指示燃料箱12内的燃料蒸汽压力已经降低至适当的水平才使锁止件24真正解锁。因此，在合适的条件存在之前，防止通道门22打开并使用进口16。

为了降低燃料箱12中的压力，控制器44命令燃料箱隔离阀34处于打开状态，从而允许燃料蒸气从燃料箱流向净化燃料蒸气的碳罐36。只有在燃料箱压力变换器32指示适当低的压力之后才命令锁止件24处于解锁状态，从而通道门22可被打开以允许加注燃料。

控制器44最好是基于微型计算机的装置，并且可以是独立的控制器或者可通过多用途电子控制器(例如，动力系控制模块，未示出)上的软件而被实现。

在图2中以流程图的形式示出了由控制器44执行的控制算法。在开始(100)处，车辆可处于发动机打开状态、发动机关闭状态、运动状态或静止状态。在框110处，控制器44从门位置传感器26读取信号，以确定通道门22是否关闭。如果通道门没有关闭，则方法进行到框120，在框120处，禁止燃料箱12加压。这可通过打开燃料箱隔离阀34而实现。方法进行到框130，在框130处，产生驾驶员警报，以通知车辆驾驶员燃料加压系统没有正常运行。此外，在框130处，可在车辆的车载诊断系统中设置故障代码和/或可将故障代码无线地传送到非车载系统(未示出)。驾驶员警报可以是故障指示灯、听得见的警报或者用于通知驾驶员出现该状况的任何合适的信号。

在框110处，如果检测到通道门被关闭，则方法进行到框140，在框140处，控制器44检测驾驶员是否已经(例如)通过致动加注输入装置46请求了燃料加注事件。当请求了燃料加注事件时，方法进行到框150，在框150处，监测诸如动力系控制模块的车辆系统，以确定车辆是否停止及其点火系统是否被切断。如果这两个条件均满足，则方法进行到框155，在框155处，通过(例如)打开燃料箱隔离阀来释放燃料系统中的蓄压。

然后，方法进行到框190，在框190处，读取燃料箱中的压力，以确定燃料箱压力是否低于阈值水平。阈值水平最好接近于大气压力。如上所述，最好通过打开燃料箱隔离阀来实现燃料箱压力的降低。如果在框190处检测到燃料箱压力低于阈值，则在框200处，通过(例如)允许入口通道门打开来允许使用燃料箱入口。在图1中示出的实施例的系统中，这通过引导锁止件24以使锁栓24a从锁止片22a缩回从而使通道门22解锁来实现。

如果在框190处燃料箱压力不低于阈值水平，则在框160处产生驾驶员警报，以通知车辆驾驶员不能开始加注燃料，直到燃料箱压力低于阈值水平车辆驾驶员才能开始加注燃料。

如果在框150处车辆没有停止且发动机/点火装置没有关闭，则在框160处产生驾驶员警报，以通知车辆驾驶员不能开始加注燃料，直到发动机关闭车辆驾驶员才能开始加注燃料。

在框170处，通过(例如)使加注通道门保持关闭来阻止使用燃料箱入口。在框180处，对驾驶员是否已经取消了燃料加注事件请求进行校验，如果燃料加注事件请求已经被取消，则方法返回到开始框100。如果燃料加注事件请求未被取消，则算法返回到框150，以检查车辆状态并在满足合适的条件时允许加注燃料。

在框200处允许打开通道门之后，假设燃料加注事件已经发生。方法进行到框210，监测燃料入口通道门的状态，以确定通道门在解锁之后是否真正被打开。在图3中示出的算法的部分是诊断校验，以确保通道门及相关状况监测传感器正常运行。如果在框210处门位置传感器指示加注通道门没有被打开，则检查燃料箱位置传感器(未示出)，以确定燃料箱中的燃料位置是否已经升高。如果燃料位置升高值小于阈值(即，在框220中的比较结果为否)，则表明燃料加注过程很可能已经由于某种原因而异常中断，因此算法返回到框210。如果燃料位置的升高值大于阈值，则方法进行到框230，在框230处，对车辆是否已经重新启动进行校验。如果车辆已经重新启动，则方法进行到框240，在框240处，对车辆是否正在运动进行校验。如果车辆正在运动，则方法进行到框250，在框250处，使用框210至框240中的状态的组合来推出车辆已被加注燃料，但未检测到通道门22从关闭状态变为打开状态。读数/指示的这种组合可能表明来自门状态传感器(被卡住或因其他原因不可操作)的读数错误，或者可表明燃料通道门出现故障或因其他原因而在某种意义上被损坏，使得燃料加注嘴被插入到进口16中。在这两种情况下，方法均进行到框260，在框260处，例如，通过打开燃料箱隔离阀而禁止在燃料箱中蓄压。方法进行到框270，在框270处，产生驾驶员警报并在车辆的车载诊断系统中设置故障代码。

因此，公开的燃料系统监测和诊断系统至少能够检测将妨碍系统的正常运行的下列五种类型的故障或失效：1)加注通道门在车辆正在运动时打开；2)加注通道门出现故障或损坏；3)门状态传感器被(机械地或电动地)卡在打开位置；4)门状态传感器被(机械地或电动地)卡在关闭位置；5)车辆处于允许加注燃料的错误状态。

尽管在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，各个实施例的特征可被结合以形成本发明的其他实施例。

Claims (6)

1.一种在加注燃料之后控制车辆的蒸发排放物系统的方法，所述方法包括以下步骤：

监测燃料入口通道门的打开/关闭状态；

监测燃料箱内的燃料的位置；

检测车辆发动机是否正处于运转状态；

如果所述打开/关闭状态尚未从关闭状态变为打开状态、燃料的位置已经升高且车辆发动机正在运转，则禁止在燃料箱内蓄压。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过打开燃料箱和碳罐之间的隔离阀来禁止蓄压。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

检测车辆是否正在运动；

如果车辆正在运动，则禁止蓄压。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

产生指示禁止在燃料箱内蓄压的乘员警报。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

如果禁止蓄压，则在车辆诊断系统中设置故障代码。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，燃料入口通道门的打开/关闭状态由接触式传感器检测。