专利名称：用于燃料蒸气控制的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如混合动力车辆的车辆中的燃料箱中的压力控制。
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调节的排放物的利益。但是，与低进气歧管真空结合的较短的发动机运行时间可能导致来自连接在进气歧管和燃料箱之间的燃料蒸气滤罐的燃料蒸气不充分冲洗。而且，在诸如比较暖和的环境温度的条件下，当在燃料箱中的燃料蒸气产生增加时，燃料蒸气滤罐的不充分的冲洗导致排放到大气中的烃排放物增加。
发明内容
本文的发明人认识到上述问题并且发明一种至少部分地解决这个问题的方法。在一个例子中，提供一种用于燃料系统的方法。该方法包括，响应工况，冷凝设置在燃料箱中的蒸气冷却器中的燃料蒸气并且将冷凝的燃料蒸气输送给燃料泵。通过冷凝燃料箱中的燃料蒸气，可以利用密封的燃料箱并且可以至少部分地减少对燃料蒸气滤罐的燃料蒸气冲洗。而且，甚至当混合动力汽车在发动机关闭的情况下运行时，也能够实现燃料箱压力控制。具体说，通过利用电子空气调节系统，在发动机关闭期间或发动机预定起动之前通过HEV中的燃料蒸气冷凝能够控制燃料箱压力。在发动机关闭期间收集的冷凝物或液化的蒸气然后在发动机刚一起动时就能够被嗔射到燃料栗中和/或燃料管路中。还有，由于冷凝的燃料蒸气直接送到燃料泵而不是燃料箱，因此能够减少燃料箱中的燃料蒸气产生，并且燃料能够直接提供给发动机而不循环通过燃料箱和相应的部件。在另一个实施例中，燃料蒸气冷却器可以，例如经由空气调节器，与车辆的冷却系统而不是与发动机的 冷却剂系统流体连通。因此，冷却系统控制可以根据燃料箱参数进行调节。例如，散热气风扇速度可以根据燃料箱温度进行调节。如果燃料箱温度比较高并且从蒸气冷却器到冷却流体的热传输比较高，则可以增加散热器风扇速度。在另一个实施例中，用于燃料系统的方法还包括响应燃料箱的温度和压力调节散热器风扇。在另一个实施例中，一种燃料系统方法包括:响应燃料箱压力大于阈值压力，将冷却流体从空气调节器或其他辅助冷却装置输送给设置在燃料箱中的蒸气冷却器，并且冷凝该蒸气冷却器中的燃料蒸气；响应该蒸气冷却器中的冷凝水平起动输送泵工作，并且经由该输送泵将冷凝物输送给燃料泵或燃料管路；并且经由该燃料泵或燃料管路将冷凝物输送给发动机。在另一个实施例中，该方法还包括当发动机温度高于阈值温度时，甚至当燃料箱压力大于阈值压力时旁路该蒸气冷却器。在另一个实施例中，辅助冷却装置包括远程的(remote)或单独的热控制系统。
在另一个实施例中，该空气调节器是冷却系统的部件，该冷却系统还包括具有散热器风扇的散热器，并且还包括响应燃料箱的温度高于阈值温度调节该散热器风扇的速度。在另一个实施例中，经由输送泵将冷凝物输送给燃料泵包括旁路该燃料箱。在另一个实施例中，用于车辆的燃料系统包括:具有燃料泵的燃料箱；设置在该燃料箱中的蒸气冷却器，该蒸气冷却器与冷却系统的空气调节器或其他辅助冷却装置流体连通；连接在该燃料箱内并且构造成估算该燃料箱压力的压力传感器；以及具有计算机可读指令的控制器，用于:响应燃料箱压力大于阈值压力将冷却流体从空气调节器输送给蒸气冷却器，以冷凝该蒸气冷却器中的燃料蒸气；并且将冷凝物从蒸气冷却器输送给燃料泵。在另一个实施例中，燃料系统还包括构造成估算燃料箱温度的温度传感器，和在发动机预热期间当燃料箱温度高于阈值温度时用于将冷却流体输送给蒸气冷却器的指令。在另一个实施例中，燃料系统还包括当发动机温度高于阈值温度时用于从该蒸气冷却器输送冷却流体离开的指令。在另一个实施例中，燃料系统还包括用于将冷凝物从燃料泵输送给燃料导轨用于提供给发动机用于燃烧的指令。应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着指出所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。
图1示意地示出包括冷却系统的车辆系统的示例性实施例。图2示出燃料系统的示例性实施例。图3示出说明用于控制燃料箱中的压力的程序的流程图。图4示出说明用于根据发动机温度控制流向蒸气冷却器的冷却流的程序的流程图。图5示出说明用于根据燃料箱温度控制散热器风扇速度的流程图。
具体实施例方式下面的描述涉及用于控制燃料箱中的压力的方法和系统的各种实施例。在一个例子中，一种用于燃料系统的方法包括，响应工况，冷凝设置在该燃料箱中的油蒸气冷却器中的燃料蒸气，并且将该冷凝的燃料蒸气输送给燃料泵或该燃料泵和喷嘴之间的被加压的燃料管路。例如，该蒸气冷却器可以流体地连接于冷却系统，使得在燃料箱中的燃料蒸气和循环通过该蒸气冷却器的冷却流体之间能够发生热交换。以这种方式，燃料箱中的燃料蒸气可以被冷凝，因此，例如在比较高的环境温度下，在燃料箱压力较高的状态下能够降低燃料箱中的压力。而且，在另一个实施例中，冷却系统运行可以根据燃料箱进行调节。在本文中将详细地描述各种例子。图1示出混合动力汽车系统100的示例性实 施例的示意图，该混合动力汽车系统100能够从发动机10和/或诸如蓄电池系统的车载储能装置(未示出)获得推动力。诸如发电机(未示出)的能量转换装置可以运行以吸收来自车辆运动和/或发动机运行的能量，并且然后将该吸收的能量转换成适合于由储能装置储存的能量形式。如图1示意地所示，车辆系统100包括在机动车辆102中的车辆加热、通风和冷却(HVAC)系统101 (在本文中也叫做冷却系统)。车辆102具有驱动轮106、乘客舱104和发动机舱103。发动机舱103可以在机动车辆102的发动机罩(未示出)的下面安放各种发动机舱内部件。例如，发动机舱103可以安放内燃机10。内燃机10具有可以经由进气通道44接收进气并且经由排气通道48排出燃烧气体的燃烧室。在一个例子中，进气通道44可以构造成冲压空气进气管，其中由运动的车辆102形成的动态压力可以用来增加发动机的进气歧管内的静态空气压力。因此，这能够允许通过发动机的较大的空气质量流量，因而增加发动机功率。本文中所示和描述的发动机10可以包括在诸如道路车辆以及其他各种车辆的车辆中。虽然将参考车辆描述发动机10的示范性应用，但是应当明白，可以利用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。HVAC系统101包括空气调节器90和散热器92。此外，HVAC系统101可以包括各种泵、阀和热交换器，用于循环合适的冷却流体，例如水、冷却剂、或其他合适的流体通过内燃机10，以吸收废热。废热可以用来加热乘客舱104 (例如，当需要车厢加热时)。附加地或选择地，废气可以，例如通过运行散热器92从车辆消散到环境空气中。冷却系统101中可以包括一个或更多个吹风机(未示出)和冷却风扇，以提供空气流辅助并且增加通过发动机舱内部件的冷却空气流。例如，连接于散热器92的冷却风扇在车辆行驶或发动机运行时可以运行，以提供通过散热器的冷却空气流辅助。冷却风扇也可以通过车辆102前端的开口，例如，通过通风栅板112，将冷却空气流吸入发动机舱103中。然后这种冷却空气流可以被 散热器92和其他发动机舱内部件(例如燃料系统部件、蓄电池等)利用，以保持发动机和/或变速器冷却。而且，在一些例子中，空气流可以用来从空气调节器90排出热。还有，附加地或可选地，空气流可以用来提高装有中冷器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，该中冷器降低流进进气歧管/发动机的空气的温度。还有，HVAC系统101可以包括一个或更多个辅助冷却装置(未示出)，该辅助冷却装置包括远程的或单独的热控制系统。当包括时，该辅助冷却装置(或单独的系统或远程的热控制系统)可以设置在车辆的后面并且例如可以包含冷却泵或压缩机、冷凝器、冷却风扇和连接于车辆的燃料系统的燃料箱里面的蒸气冷却器的管路。辅助的或远程的冷却系统可以被分享以冷却其他硬件，例如冷却混合动力车辆蓄电池，或仅仅专门用于冷却燃料箱的蒸气冷却器。车辆系统100还包括燃料系统200，燃料系统供给发动机10用于燃烧的燃料。正如将在下面参考图2更详细地描述的，燃料系统200包括具有设置在其中的蒸气冷却器的燃料箱。该蒸气冷却器，例如，经由空气调节器90，与HVAC系统101流体连通。在这种结构中，HVAC系统可以根据诸如燃料箱的燃料系统的部件进行调节。例如，当燃料箱的温度高于阈值温度时，可以增加冷却风扇的速度，以补偿由于来自蒸气冷却器的热传输引起的升高的冷却流体温度。正如图2进一步详细示出的，在选择的状态期间，HVAC系统的空气调节器和/或辅助冷却装置可以构造成以从燃料箱中的冷凝蒸气冷却器除去热或能量。以这种方式，空气调节系统或辅助冷却系统可以用来冷却蒸气冷却器。图1所述的示例性的实施例还包括控制系统14。控制系统14可以通信地连接于发动机10的各种部件以执行本文所描述的各种控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统14包括电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，包括:微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所示，控制器12接收来自多个传感器16的输入，其可以包括使用者输入和/或传感器(例如，变速器齿轮位置、燃料踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机速度、通过该发动机的质量空气流量、环境温度、进气温度等)、冷却系统传感器(例如，冷却剂温度、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等)以及其他。而且，控制器12与各种致动器18连通，致动器可以包括发动机致动器(例如，燃料喷嘴、电子控制进气节流板、火花塞等)、冷却系统致动器以及其他。在一些例子中，存储介质可以用计算机可读的数据以及其他预期到但未列出的变量编程，该数据代表用于执行下面所述的方法而由处理器可执行的指令。图2示出燃料系统200的示范性实施例。燃料系统200从燃料箱202为发动机供给燃料。燃料箱202可以容纳多种燃料混合物，包括具有一定范围醇浓度的燃料，例如各种汽油乙醇混合物，包括E10、E85、汽油及其组合。在其他实施例中，燃料箱202可以容纳诸如柴油的燃料。燃料蒸气可以聚集在燃料箱202的蒸气空间204中，这可以导致燃料箱202中的压力的增加和/或到大气中的燃料蒸气泄露。因此，燃料系统200包括燃料蒸气回收系统，其可以包括一个或更多个燃料蒸气回收装置，例如一个或更多个用适当的吸附剂填充的滤罐206，用于临时收集在燃料箱加燃料操作期间产生的燃料蒸气(包括汽化的烃)以及昼间蒸气。在一个例子中，所用的吸附剂是活性炭。当满足冲洗条件时，例如当滤罐饱和时，储存在燃料蒸气回收系统中的蒸气可以被抽取到发动机进气管44中，在进气管44它们与被空气滤清器218过滤的进气混合 。在图2的示例性实施例中，从滤罐206释放的燃料蒸气流可以由设置在冲洗管道216中的滤罐冲洗阀208调节。由滤罐冲洗阀释放的蒸气的量和速率可以由与滤罐冲洗阀电磁线圈(未示出)有关的占空比确定。因此滤罐冲洗阀电磁线圈的占空比可以响应发动机工况(例如，包括发动机速度-负荷状况、空气-燃料比、滤罐负荷等)，由诸如控制12的车辆的动力传动系控制模块(PCM)确定。通过命令滤罐冲洗阀关闭，控制器可以将燃料蒸气回收系统与发动机进气管隔离。燃料蒸气回收系统还包括隔离阀212。在正常发动机运行期间，隔离阀212可以保持关闭以限制从燃料箱202经由通道210流向滤罐206的昼间蒸气的量。在加燃料操作以及选择的冲洗状态期间，隔离阀212可以临时打开，例如，一段持续时间，以使燃料蒸气从燃料箱流向滤罐206。虽然图2中所示的例子示出隔离阀212沿着通道210设置，但是在可选实施例中，隔离阀可以安装在燃料箱202上。燃料蒸气回收系统还可以包括通风管214，当储存或收集来自燃料箱202的燃料蒸气时，该通风管可以将燃料蒸气回收系统外面的气体输送到大气中。当经由冲洗管道216和冲洗阀208将储存的燃料蒸气抽取到发动机进气管44时通风管214也可以使新鲜空气能够被吸入到燃料蒸气回收系统中。滤罐单向阀(未示出)可以选择地包括在冲洗管道216中，以防止(增压的)进气歧管压力使气体沿着相反的方向流到冲洗管道中。虽然这个例子示出通风管214与新鲜的、未加热的空气连通，但是也可以利用各种修改。—个或更多个传感器220可以连接于燃料箱202，用于估算各种燃料箱参数。例如传感器220可以是构造成测量燃料箱压力并且将燃料箱压力或真空水平传递给控制器12的压力传感器。作为另一个例子，传感器220可以是构造成测量燃料箱温度并将该燃料箱温度传递给控制12的温度传感器。如图12所示，燃料系统200还包括设置在燃料箱202的蒸气空间204中的蒸气冷却器222。蒸气冷却器222可以是用于冷却通过它的空气并且因而冷凝存在于该空气中的燃料蒸气的合适的装置。例如，比较冷的冷却流体可以通过蒸气冷却器222的蒸发器，因此在该蒸气冷却器内产生热交换。冷却流体可以是水、致冷剂或不同于发动机冷却剂的其他合适的冷却流体。如图2所示，在一个例子中，致冷剂可以从空气调节器224流向蒸气冷却器222，如上所述，空气调节器224是加热、冷却和空气调节(HVAC)系统(例如，图1的HVAC系统101)的部件。在替换实施例中，蒸气冷却器可以与诸如远程的或单独的冷却系统的另一辅助冷却装置(进一步)流体连通。而且，沿着冷却流体管道228可以包括阀226，使得从空气调节器224到蒸气冷却器222的冷却流体的流可以由控制器12进行调节。在这样的实施例中，从蒸气冷却器到冷却流体的热传输可以影响冷却系统控制。例如，在冷发动机起动期间当燃料箱中温度高于阈值温度时，冷却流体可以被引导流过蒸气冷却器，因而减少发动机预热的时间。作为另一个例子，散热器风扇可以打开或断开和/或散热器风扇的速度可以根据燃料箱的温度进行调节。例如，当燃料箱的温度高于阈值温度时，如果冷却流体流向蒸气冷却器并且由于与蒸气冷却器的热交换而被加热，则散热器风扇速度可以增加。同样，如果冷却流体流过蒸气冷却器并且燃料箱的温度低于阈值温度，则散热器风扇的速度可以减小。这样的例子将在下面参考图4和5更详细地描述。继续参考图2，当阀226设置成使得冷却流体流向蒸气冷却器222时，蒸气冷却器中的空气和燃料蒸气可以被冷却到低沸点的烃冷凝/液化的程度。蒸气冷却器222用来自燃料箱202中的蒸气空间204的燃料蒸气填充到平衡状态，因而，通过局部压力平衡来平衡蒸气冷却器中的空气烃。而且，当燃料蒸气冷凝时，由于该蒸气到液相的变化，蒸气冷却器中的压力减小从蒸气空间204吸`入更多的蒸气，取代蒸气冷却器中的一些空气。以这种方式，由于蒸气空间204中的烃质量密度(例如，燃料蒸气)的减小，蒸气空间204中的压力可以减小。冷凝的燃料蒸气从蒸气冷却器蒸发器排放并且收集在蒸气冷却器壳体的底部。液体水平传感器230设置在蒸气冷却器222中，因此可以检测蒸气冷却器222中的冷凝物的水平。根据由液体水平传感器230检测的冷凝物的水平，控制器12可以打开液体输送泵232。液体输送泵232可以将冷凝物从蒸气冷却器222泵送到燃料泵234。可选地，液体输送泵232可以压缩冷凝物并将其直接泵送到被加压的燃料管路227中，从这里冷凝物可以提供给燃料导轨和喷嘴。作为一个例子，当在蒸气冷却器222中存在冷凝物的阈值水平时，液体输送泵232可以被打开。通过将冷凝物直接泵送给燃料泵234或泵送到被加压的燃料管路227中，燃料箱202被旁路并且冷凝物不返回到燃料箱202。在一些实施例中，冷凝的燃料蒸气可以在第一状态下泵送给燃料泵，在第二状态下泵送给燃料管路，并且在第三状态下泵送给燃料箱。例如，在混合动力电动车辆中，在第一状态期间当发动机运行并且燃料泵运行时，冷凝的燃料蒸气可以泵送给燃料泵。在第二状态期间，冷凝的燃料蒸气可以泵送给燃料管路，用于将液相的冷凝的燃料蒸气储存在被加压的燃料管路中，用于快速提供给喷嘴。在第三状态期间当发动机关闭并且车辆正在由蓄电池运行时，冷凝的燃料蒸气可以泵送给燃料箱。通过将冷凝的燃料蒸气直接泵送给燃料泵并且旁路燃料箱，能够直接利用冷凝的燃料而不是将其向后循环通过燃料箱和能够收集附加的环境热的相应部件(例如，冷凝的燃料在直接提供给燃料泵或燃料管路的情况下旁路燃料箱)。而且，通过冷凝燃料箱中的燃料蒸气，减少的燃料蒸气的量可以被抽取到蒸气滤罐206。以这样的方式，渗漏到大气中的烃的可能性减小。燃料泵234压缩冷凝的燃料蒸气和/或从燃料箱202泵送的燃料，并且经由被加压的燃料管路227将该冷凝物和/或燃料输送给发动机10的汽缸。在图2所示的一个例子中，燃料泵234沿着被加压的燃料管路227将冷凝物和/或燃料输送给燃料导轨236，燃料导轨236将冷凝物和/或燃料提供给发动机10的每个汽缸的一个或更多个燃料喷嘴。其他实施例可以不包括燃料导轨，并且燃料泵234可以直接将冷凝物和/或燃料输送给燃料管路227，并且输送到每个喷嘴中。应当明白，燃料系统200可以是无回流燃料系统、回流燃料系统，或各种其他类型的燃料系统。因此，该燃料系统包括具有设置在该燃料箱的蒸气空间中的蒸气冷却器的燃料箱。在一个例子中，蒸气冷却器与空气调节器以及发动机的冷却系统流体连通。因此，冷却系统控制可以根据燃料箱的温度和/或压力以及冷却剂是否流向蒸气冷却器来调节。而且，蒸气冷却器冷凝该燃料箱的蒸气空间中的燃料蒸气，因此能够减小燃料箱的压力。冷凝的燃料蒸气被泵送给燃料泵或燃料箱的被加压的燃料管路，因此它被直接输送给发动机的汽缸用于燃烧而不是添加到燃料箱中。通过不将蒸发的烃返回到燃料箱的液体中，减少了需要由燃料泵所做的工作量。
图2的燃料系统还能够实现在较长车辆运行持续时间中的燃料箱压力控制。常规上，燃料箱压力控制通过脉动(pulse)设置在燃料箱和滤罐之间的阀以缓慢地减少燃料箱压力来实现。但是在这样的燃料系统中，不能通过脉动实现燃料箱压力控制，除非发动机在闭环空气燃料比控制的情况下并且在要求的滤罐冲洗流的情况下运行。甚至在这样的情况下，燃料箱压力控制的量也被限制，直到滤罐蒸气浓度足够低和/或可获得足够高的冲洗空气流请求。这些因素，以及用于冲洗自适应策略更新所需要的时间，能够限制燃料箱压力控制减小燃料箱压力所实际可用的时间量。比较而言，通过冷凝实现的燃料箱压力控制能够更经常可用。例如，通过利用电子冷却系统，例如电子控制的空气调节系统，在发动机被命令关闭，以及发动机预定起动之前的混合动力车辆运行时，燃料箱压力可以通过蒸气冷凝来控制。在发动机关闭时间期间收集冷凝物或液化的蒸气于是在发动机刚一起动就能够喷射到燃料泵中或燃料管路中。而且，通过冷凝实现的燃料箱压力控制能够利用闭环化学计量的空气燃料比控制，而不是缓慢的冲洗自适应策略。总的来说，实现较大量的燃料箱压力减少并且获得更多的时间以控制燃料箱压力。图3至5示出说明用于包括与燃料系统流体连通的冷却系统的车辆系统的控制程序的流程图，例如上面参考图1和2描述的包括冷却系统101和燃料系统220的车辆系统100。例如图3示出用于通过经由与冷却系统流体连通的蒸气冷却器冷凝燃料箱中的燃料蒸气来控制该燃料箱中的压力的控制程序。该程序包括在燃料箱中压力高于阈值压力的情况下，例如在比较暖和的环境条件下，引导冷却流体流向蒸气冷却器。图4和5示出用于根据燃料箱调节冷却系统控制的程序。例如，图4示出用于根据发动机温度和燃料箱温度(和/或压力)引导或关闭流到蒸气冷却器的冷却流体的流。图5示出用于根据燃料箱的温度和/压力调节散热器风扇的运行的程序。正如下面所描述的，在一些例子中，可以响应燃料箱温度和/或压力，散热器风扇可以被打开或散热器风扇的速度可以被调节。继续参考图3，图3示出用于控制诸如上面参考图2所描述的燃料箱202的燃料箱中的压力的程序300。具体说，该程序确定燃料箱中的压力并且响应该燃料箱压力调节从空气调节器到设置在该燃料箱的蒸气空间中的蒸气冷却器的冷却流体的流。以这种方式，燃料箱中的燃料蒸气可以被冷凝并且引导到发动机中用于燃烧，因而减小燃料箱中的压力。在程序300的302，程序判断发动机是否运行。例如，如果发动机正在旋转则可以确定发动机正在运行。如果程序确定发动机没有运行，例如，如果混合动力车辆正在以蓄电池提供动力模式运行，则程序结束。另一方面，如果确定发动机正在运行或预定将运行，则程序300进行到304，在304程序判断燃料箱压力是否高于阈值压力。作为一个例子，在比较暖和的环境条件期间，燃料箱中燃料蒸气产生可能增加，因而，增加燃料箱中压力。在一个例子中，燃料箱压力可以根据来自设置在燃料箱中的压力传感器的输出确定。如果确定燃料箱压力低于阈值压力，则可能不希望减小燃料箱压力，并且程序移动到316，在316继续当前的运行。如果确定燃料箱压力高于阈值压力，则程序继续到306，在306程序判断空气调节器是否运行。具体说，程序可以判断空气调节器压缩机是否运行。作为一个例子，如果车辆操作者已经要求冷空气流过车辆的乘客舱中的通风管，则程序可以确定空气调节器处在运行中。作为另一个例子，如果冷却流体循环通过空气调节器，则程序可以确定空气调节器正在运行。如果程序确定空气调节器关闭，则程序300移动到318，在318，空气调节器被打开。一旦空气调节器正在运行，或如果程序确定空气调节器正在运行，则程序进行到308，在308冷却流体从空气调节器被引导到蒸气冷却器。在一些例子中，该系统可以包括在空气调节器和蒸气冷却器之间设置在冷却流体通道中的阀。在这样的例子中，冷却流体可以通过调节该阀(例如打 开阀)从空气调节器引导到蒸气冷却器。通过将比较冷的冷却流体从空气调节器直接引导到蒸气冷却器，燃料箱中的燃料蒸气可以被冷却使得它冷凝以形成冷凝物(例如，冷凝的燃料蒸气)。这样形成的冷凝物可以被收集在蒸气冷却器壳体中。因此，在程序300的310，程序判断冷凝物的水平是否高于阈值水平。例如，流体水平传感器可以设置值在蒸气冷却器壳体中，因此能够确定冷凝物的水平。如果程序确定冷凝物的水平低于阈值水平，则程序等待直到冷凝物水平高于阈值水平。一旦程序确定冷凝物的水平高于阈值水平，则程序300继续到312并且冷凝物被引导到燃料泵或被加压的燃料管路。在本文中，将冷凝物输送到燃料泵或被加压的燃料管路中包括将液相的冷凝的燃料蒸气储存在燃料泵和/或被加压的燃料管路中。具体说，冷凝物被被加压并且从蒸气冷却器除去。然后冷凝的燃料蒸气以液相储存在液体燃料管路中，或燃料泵中，或在燃料泵和发动机喷嘴之间(即，在燃料泵的被加压侧或发动机一侧上)。例如，输送泵可以从蒸气冷却器壳体泵送该冷凝物并且沿着冷凝物通道引导该冷凝物到燃料泵和/或燃料管路。例如，通过将冷凝物直接引导到燃料泵或管道，该燃料箱被旁路，并且冷凝物不排放到燃料箱。一旦引导到燃料泵，在程序300的314冷凝物被提供给发动机用于燃烧。例如，冷凝物被输送到燃料导轨用于经由一个或更多个燃料喷嘴喷射给发动机的一个或更多个汽缸。作为另一个例子，燃料泵可以将冷凝物直接提供给发动机的一个或更多个喷嘴。在一些例子中，在喷射到发动机的汽缸之前冷凝物可以与来自燃料箱的燃料混合。在另一些例子中冷凝物可以直接提供的发动机的汽缸而不与来自燃料箱的附加的燃料混合。以这种方式，燃料箱中的燃料蒸气可以被冷凝，因此燃料箱中的压力被降低。通过经由燃料箱内的蒸气冷却器冷凝燃料蒸气，不需要对蒸气滤罐进行燃料蒸气冲洗，因而减少过分填充蒸气滤罐和释放烃到大气中的可能性。图4示出用于根据发动机温度和/或压力控制流到设置在燃料箱202中的蒸气冷却器222 (例如上面参考图2所描述的设置在燃料箱202中的蒸气冷却器222)的冷却流体的程序400。具体说，在发动机预热期间该程序将冷却流体引导到蒸气冷却器，因此可以减少发动机预热时间。而且，在发动机温度比较高的状况期间流到蒸气冷却器的冷却流体流被切断。在程序400的402，程序判断发动机是否在预热。作为一个例子，如果发动机温度低于阈值温度和/或发动机冷却剂温度低于阈值温度则程序可以确定发动机正在预热。如果程序确定发动机正在预热，则程序400进行到404，在404程序判断燃料箱温度是否高于发动机冷却剂温度(例如，ECT)。燃料箱温度可以根据设置在燃料箱中的传感器确定。在一些例子中，燃料箱温度可以基于储存在该燃料箱中的燃料的温度或燃料上方的蒸气空间的温度。发动机冷却剂温度可以是诸如冷却剂的发动机冷却流体循环通过发动机之后离开发动机时的温度。如果程序确定发动机冷却剂温度高于燃料箱温度，则程序移动到410，并且继续当前的运行。
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另一方面，如果程序确定燃料箱温度高于发动机冷却剂温度，则程序400继续到406，并且冷却流体被引导到蒸气冷却器。正如上面所描述的，在一些例子中，冷却流体从加热、通风和空气调节系统的空气调节器引导到蒸气冷却器。在其他例子中，冷却流体可以从另外的冷却系统部件引导到蒸气冷却器。通过将温度低于燃料箱温度的冷却流体引导到蒸气冷却器，例如，在蒸气冷却器中进行的热交换可以升高冷却流体的温度，因此可以减少发动机预热时间。如果在402程序确定发动机没有正在预热(例如，发动机已经被预热)，则程序移动到408，并且程序判断发动机温度是否高于阈值温度。阈值温度例如是发动机过热之前该发动机达到的温度。作为一个例子，在牵引运行模式期间当车辆牵引载荷时，发动机温度可以高于阈值温度，并且希望增加发动机散热。如果发动机温度低于阈值温度，在410继续当前的运行。另一方面，如果程序确定发动机温度高于阈值温度，则程序继续到412，在412蒸气冷却器被旁路，即使燃料箱压力高于阈值压力。当冷却流体在较高的燃料箱压力情况下被输送给蒸气冷却器时，该冷却流体可以被加热，因此燃料蒸气被冷却，因而降低燃料箱压力。但是，当希望增加发动机散热时，例如在牵引运行模式期间，蒸气冷却器可以被旁路，因此冷却流体不流向蒸气冷却器，并且由于蒸气冷却器散热冷却流体温度不升高。以这种方式，例如，减少发动机过热的可能性。因此，流到蒸气冷却器的冷却流体流可以根据燃料箱温度和发动机温度进行调节。例如，当发动机温度比较低而燃料箱温度比较高时，冷却流体可以被引导到蒸气冷却器，因此冷却流体可以变热，即使不希望减小燃料箱压力。以这种方式，在较短的持续时间内可以发生发动机预热。而且，在发动机温度比较高并且冷却流体流过蒸气冷却器时，流到蒸气冷却器的冷却流体流可以被关掉，因此可以得到最大的发动机散热。图5示出用于根据燃料箱温度控制散热器风扇(例如上面参考图1所描述的散热器风扇92)的程序500。具体说，因此，当冷却流体流过设置在燃料箱的蒸气空间中的蒸气冷却器时，程序确定燃料箱温度并且调节散热器风扇速度。在程序500的502，确定燃料箱的温度。例如，燃料箱温度可以根据来自设置在燃料箱中的传感器的输出确定。在一些例子中，燃料箱温度可以基于储存在燃料箱中的燃料的温度或燃料上方的蒸气空间的温度。一旦燃料箱温度被确定之后，程序500进行到504，在504程序判断冷却流体是否流到蒸气冷却器。作为一个例子，如果通过蒸气冷却器的冷却流体流率或速度大于阈值速度，则程序可以确定冷却流体流到蒸气冷却器。作为另一个例子，如果设置在蒸气冷却器和空气调节器之间阀打开并且空气调节器打开因此冷却流体能够从空气调节器流到蒸气冷却器，则程序可以确定冷却流体流到蒸气冷却器。如果程序确定冷却流体不流过蒸气冷却器，则程序移动到512并且继续当前的运行。另一方面，如果程序确定冷却流体流到蒸气冷却器，则程序500继续到506，在506程序判断燃料箱温度是否高于阈值温度。该阈值温度例如可以基于与蒸气冷却器的热交换。如果燃料箱温度低于阈值温度，则程序移动到512并且继续当前的运行。代之，如果程序确定燃料箱的温度高于阈值温度，则程序进行到508，在508程序确定散热器风扇是否运行。例如，如果散热器风扇旋转则程序可以确定散热器风扇正在运行。如果散热器风扇没有运行，则程序500移动到514并且散热器风扇被打开。一旦程序确定散热器风扇运行或 一旦散热器风扇被打开之后，程序500继续到510，在510根据燃料箱温度调节散热器风扇速度。作为一个例子，当燃料箱温度大大高于阈值温度时，散热器风扇速度可以增加到较高的速度或打开到比较高的速度，因此能够发生较大的冷却。相反，如果燃料箱温度仅仅稍微高于阈值温度，则散热器风扇速度可以减小或打开到比较低的速度，因此冷却系统根据希望被冷却。以这种方式，可以调节冷却系统温度。例如，当冷却流体流过蒸气冷却器并且经由该蒸气冷却器热被排放到该冷却流体时，可以调节散热器风扇使得冷却系统保持在希望的温度范围内。应当指出，这里包括的示范性的控制和估算程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起应用。这里描述的具体的程序可以表示任何数目处理策略的其中一个或更多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、运行或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易说明和描述而提供。一个或更多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示被编程在发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的编码。应当理解，这里公开的结构和程序在性质上是示例性的，并且这些具体的实施例并不被认为具有限制意义，因为许多种变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本发明的主题包括这里公开各种系统和结构，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖非显而易见的组合和子组合。权利要求具体指出认为是新颖的且非显而易见的一些组合及子组合。这些权利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应当理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不需要或也排除两个或更多的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合及子组合可以通过对这些权利要求的修改或通过本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求无论其范围比原权利范围更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在所发明的主题内。·
权利要求
1.一种用于燃料系统的方法，包括: 响应于工况，冷凝设置在燃料箱中的蒸气冷却器中的燃料蒸气并且将冷凝的燃料蒸气输送给燃料泵或被加压的燃料管路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工况包括所述燃料箱中的压力大于阈值压力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸气冷却器与加热、通风和空气调节系统的空气调节器流体连通。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述工况包括所述空气调节器正在运行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中被冷凝的燃料蒸气输送给燃料管路或经由供送泵输送给所述燃料泵，并且被冷凝的燃料从所述燃料泵或燃料管路被输送给燃料导轨或喷嘴，并且其中输送所述冷凝的燃料蒸气给所述燃料泵或燃料管路旁路所述燃料箱。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述燃料泵或燃料管路将被冷凝的燃料蒸气和燃料提供给发动机用于燃烧。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述工况包括环境温度高于阈值温度。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括当被冷凝的燃料蒸气水平高于阈值水平时将被冷凝的燃料蒸气输送给所述燃料泵或燃料管路。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将被冷凝的燃料蒸气输送给所述燃料泵或被加压的燃料管路包括将液相中的被冷凝的燃料蒸气储存在燃料泵或所述被加压的燃料管路。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括当发动机温度高于阈值温度时旁路所述蒸气冷却器。
全文摘要
本发明公开用于减少发动机的燃料系统的燃料箱中的压力的各种方法和系统。在一个例子中，冷却流体从冷却系统的空气调节器输送给设置在燃料箱中蒸气空间中的蒸气冷却器，因而可以冷凝燃料箱中的燃料蒸气并且输送给燃料泵用于提供给发动机，因而减小燃料箱压力。
文档编号F02M25/08GK103244312SQ20131003777
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月31日 优先权日2012年2月10日
发明者N·C·克拉格 申请人:福特环球技术公司