用于燃料蒸汽控制的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于减少来自混合动力车辆中的燃料箱的燃料蒸汽产生的方法和系统。凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的燃料表面上成层。响应于所述层低于燃料箱中的阈值位置，燃料泵运转可以自动停止。
【专利说明】用于燃料蒸汽控制的方法和系统
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及减少车辆，例如混合动力车辆中的燃料蒸汽产生。
【背景技术】
[0002]车辆排放控制系统可以被配置为在燃料系统的滤罐中存储来自燃料箱再次注入燃料以及日常的发动机运转的燃料蒸汽。在随后的发动机运转期间，燃料蒸汽通过细致控制的抽取被抽取至发动机，以便满足严格的联邦排放法规。
【发明内容】
[0003]发明人在此已经意识到，包括燃料蒸汽的回收以及处理的燃料蒸汽管理可能将相当大的成本和复杂性增添至车辆的燃料系统。例如，在发动机运转频率的降低延长了抽取时机之间的持续时间的混合动力车辆中，使用能够存储大量燃料蒸汽的密封的钢箱或储气箱可能增加相当大的成本。作为另一示例，如果发动机必须被运转为能使存储的蒸汽被吸入发动机内，则混合动力车辆的燃料经济性可受到影响。
[0004]因此，在一个示例中，通过用于车辆燃料系统的方法可以至少部分解决一些上述问题，所述方法，包含使凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的液体燃料表面上浮动，以降低在燃料箱的圆顶区域中产生的燃料蒸汽量，所述车辆是道路上的车辆。以此方式，能够以低成本减少燃料蒸汽产生。
[0005]在一个示例中，车辆燃料系统可以包括燃料箱，其用于将燃料递送至发动机汽缸。燃料箱可以包括被联接在其中的燃料泵。凝胶泡沫阻燃剂层可以在燃料上成层，使得所述层在液体燃料表面上浮动。所述层可以是单个连续的层，并且可以在车辆的整个寿命期间保持在合适的位置，仅在必要时进行替换。通过将所述层设置在燃料表面上，可以减少燃料蒸汽产生(例如，日常的损失)。燃料泵的控制可以依赖于所述层在燃料箱内的位置，以便使该泵能在任何凝胶泡沫阻燃剂被吸入燃料泵进口之前关闭。另外，燃料箱的底部可以被更改为具有凹陷，其用于容纳燃料泵。例如，凝胶泡沫阻燃剂层可以被联接至燃料水平传感器(诸如带有浮动物的燃料水平感测臂)，其监测所述层在燃料箱中相对于阈值位置的位置，其中阈值位置基于道路坡度、车辆的加速度/减速度、车辆的横向加速度(例如，转弯)、方向盘角度和横摆等。因此，这些参数中的任一个发生变化都会影响凝胶泡沫阻燃剂相对于燃料泵进口位置的位置。因此，通过只要所述层充分远离阈值位置就启动泵运转，以及通过响应于所述层充分靠近阈值位置使该泵停止，避免凝胶泡沫阻燃剂被吸到燃料泵内。
[0006]以此方式，提供了一种用于减少蒸汽性排放的简单且成本低的方案。通过使凝胶泡沫阻燃剂在被联接至道路上的车辆的燃料箱中的燃料表面上成层，能够以一小部分储气箱的成本实现储气箱的蒸汽排放效益。另外，凝胶泡沫阻燃剂在所述层中的使用允许在箱退化的事件(例如，箱破裂)中减少有害的燃料汽化。通过基于所述层在燃料箱内的位置调整燃料泵运转，能够降低凝胶泡沫阻燃剂到燃料泵内的吸入。通过减少蒸汽排放，降低了蒸汽抽取频率，并且能够减少在燃料蒸汽的抽取期间(特别是在混合动力车辆中)所引起的燃料经济性的损失。
[0007]在另一示例中，一种用于车辆燃料系统的方法包含:基于凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置调整燃料泵的运转，所述层在燃料箱中的燃料表面上浮动。
[0008]在另一示例中，燃料箱蒸汽被存储在联接至燃料箱的燃料系统的滤罐，该方法还包含，基于燃料系统的滤罐的抽取频率指示所述层的退化。
[0009]在另一示例中，所述指示包括，响应于在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率高于阈值率而燃料晃动未被检测到时，指示凝胶泡沫阻燃剂层退化；以及响应于在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率高于阈值率而燃料晃动被检测到时，指示凝胶泡沫阻燃剂层未退化。
[0010]在另一示例中，该方法还包含，响应于凝胶泡沫阻燃剂层退化的指示，增加发动机运转时间，以实现增加的滤罐抽取频率。
[0011]在另一示例中，基于车辆加速计和/或车辆导航系统确定燃料晃动。
[0012]在另一示例中，燃料系统被联接至车辆，包含:燃料箱，其用于存储液体燃料；燃料泵，其被联接在燃料箱中，用于将燃料递送至喷射器；以及凝胶泡沫阻燃剂层，其在燃料箱中的液体燃料表面上浮动。
[0013]在另一示例中，该系统还包含燃料水平传感器，其被联接至凝胶泡沫阻燃剂层，用于指示所述层在燃料箱内的位置。
[0014]在另一示例中，该系统还包含控制器，该控制器具有计算机可读指令，其用于基于所述层在燃料箱内相对于阈值位置的位置调整燃料泵的运转。
[0015]在另一示例中，燃料箱的底面包括凹陷，并且其中燃料泵被设置在燃料箱内、底面的凹陷上。
[0016]在另一示例中，燃料泵包括燃料泵进口，其配置为接收来自燃料箱的燃料，并且其中阈值位置基于燃料泵进口的位置。
[0017]在另一示例中，调整燃料泵的运转包括，当所述层的位置超过阈值位置时启动燃料泵的运转，当所述层的位置低于阈值位置时使燃料泵的停止。
[0018]在另一示例中，系统还包含滤罐，其被联接至燃料箱，用于存储在燃料箱中产生的燃料蒸汽，其中控制器还包括如下指令，其用于间歇地将燃料蒸汽从滤罐抽取至车辆的发动机进气装置。
[0019]在另一示例中，控制器还包括如下其他指令，其用于基于在车辆行驶周期内的滤罐的抽取频率指示凝胶泡沫阻燃剂层的退化。
[0020]应理解提供上述
【发明内容】
以简化形式介绍了选择性概念，其在紧随其后的【具体实施方式】中将被进一步描述。这不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由紧随【具体实施方式】之后的权利要求限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]参照附图，通过阅读非限制性实施例的【具体实施方式】，将会更好地理解本公开的主题，其中:
[0022]图1示出了被联接至混合动力车辆中的发动机系统的燃料系统的示意图。[0023]图2示出了图示说明图1的燃料箱的示例实施例的高级流程图，其中该示例实施例包括在燃料箱中存储的燃料表面上成层的凝胶泡沫阻燃剂。
[0024]图3示出了图示说明如下程序的高级流程图，所述程序可以被实施为用于基于凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱内的位置调整燃料泵运转。
[0025]图4示出了图示说明如下程序高级流程图，所述程序可以为燃料箱内的凝胶泡沫阻燃剂层的退化而被实施退化。
[0026]图5示出了示例燃料泵运转。
【具体实施方式】
[0027]提供了用于减少被联接至混合动力车辆的燃料系统，诸如图1的燃料系统中的蒸发性排放的方法和系统。如在图2处所示，燃料箱可以被配置为包括被存储在其中的燃料表面上的凝胶泡沫阻燃剂层。控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图3的示例程序，以便基于所述层在燃料箱内相对于阈值位置的位置而调整被联接在燃料箱中的燃料泵的运转。控制器还可以执行控制程序，诸如图4的程序，以便基于燃料系统的滤罐的抽取频率而识别凝胶泡沫阻燃剂层的退化。在图5处描述了示例燃料泵运转。以此方式，减少了在燃料箱处产生的燃料蒸汽，从而降低了涉及管理(例如，存储以及处理)蒸汽的成本。
[0028]图1示出了混合动力车辆系统6的示意图，混合动力车辆系统6能从发动机系统8和/或车载能量存储装置，诸如电池系统(未示出)获得推进动力。能量转换装置，诸如发电机(未示出)，可以被运转为通过车辆运动和/或发动机运转吸收能量，并且然后将吸收的能量转换为适合于由能量存储装置存储的能量形式。
[0029]发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气系统23和发动机排气系统25。发动机进气系统23包括进气节气门62，其经由进气道42流体地联接至发动机进气歧管44。空气可以经由空气过滤器52进入进气道42。发动机排气系统25包括通向排气道35的排气歧管48，其中排气道35将排气送至大气。发动机排气系统25可以包括以紧凑安置方式安装的一个或更多个排放控制装置70。一个或更多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。应认识到，诸如各种各样的阀和传感器的其他部件可以被包括在发动机中，如在本文中被进一步详述的。在一些实施例中，其中发动机系统8是升压的发动机系统,发动机系统还可以包括升压装置，诸如涡轮增压器(未示出)。
[0030]发动机系统8被联接至燃料系统18。燃料系统18包括燃料箱20，其被联接至燃料泵21和燃料蒸汽滤罐22。在燃料箱再次注入燃料事件期间，燃料可以通过再次注入燃料门108从外部来源泵入车辆。燃料箱20可以容纳多种燃料混合物，包括在某一醇浓度范围内的燃料，诸如各种汽油-乙醇混合物，其包括E10、E85、汽油等以及其组合。位于燃料箱20中的燃料水平传感器106可以为控制器12提供燃料水平102的指示(“燃料水平输入”)。如所描述的，燃料水平传感器106可以包含被连接至可变电阻器的浮动物。可替代地，可以使用其他类型的燃料水平传感器。下面在图2处描述了燃料箱20和燃料泵21的【具体实施方式】。
[0031]燃料泵21被配置为将加压燃料递送至发动机10的喷射器，诸如示例喷射器66。尽管示出了单个喷射器66，但可为每个汽缸提供另外的喷射器。应认识到，燃料系统18可以是无回流式燃料系统、回流式燃料系统或各种其他类型的燃料系统。可以在被抽取至发动机进气系统23之前经由管道31将在燃料箱20中产生的蒸汽送至燃料蒸汽滤罐22。
[0032]燃料蒸汽滤罐22充满适当的吸附剂，其用于在燃料箱再次注入燃料运转期间临时地捕集燃料蒸汽(包括汽化的碳氢化合物)以及日常的蒸汽。在一个示例中，使用的吸附剂是活性炭。当抽取条件满足时，诸如当滤罐饱和时，可以通过打开滤罐的抽取阀112而将燃料蒸汽滤罐22中存储的蒸汽抽取至发动机进气装置23。尽管示出了单个滤罐22，但应认识到，燃料系统18可以包括任何数量的滤罐。在一个示例中，滤罐的抽取阀112可以是电磁阀，其中通过滤罐的抽取电磁阀的致动来执行阀的打开或关闭。
[0033]滤罐22包括通风口 27，其用于当滤罐22存储或捕集来自燃料箱20的燃料蒸汽时将滤罐22中的气体引导至大气。当经由抽取管路28和抽取阀112将存储的燃料蒸汽抽取至发动机进气系统23时，通风口 27可以允许新鲜空气被吸取到燃料蒸汽滤罐22内。尽管这个示例示出了与新鲜、未加热的空气连通的通风口 27，但同样可以使用各种更改。通风口 27可以包括滤罐的通风阀114，以调整在滤罐22与大气之间的空气和蒸汽的流动。滤罐的通风阀还可以用于诊断程序。当包括通风阀时，通风阀可以在燃料蒸汽存储运转期间(例如，在燃料箱再次注入燃料期间，并且同时发动机未运行)打开，使得去除已经经过滤罐之后的燃料蒸汽的空气能够被排至大气。同样，在抽取运转期间(例如，在滤罐的再生期间，并且同时发动机正运行)，通风阀可以打开，以允许新鲜空气的流动，从而捕集滤罐中存储的燃料蒸汽。在一个示例中，滤罐的通风阀114可以是电磁阀，其中通过滤罐的通风电磁阀的致动来执行阀的打开或关闭。具体地，滤罐的通风阀可以打开，其在滤罐的通风电池阀的致动后关闭。
[0034]因此，由于在一些情况下通过发动机系统8为车辆提供动力，而在其他情况下通过能量存储装置为车辆提供动力，所以混合动力车辆系统6可以具有减少的发动机运转时间。尽管减少的发动机运转时间降低了来自车辆的总的碳排放，但其也可以导致车辆的排放控制系统不充分地抽取燃料蒸汽。为解决这个问题，燃料箱隔离阀110可以可选地被包括在管道31中，使得燃料箱20经由所述阀联接至滤罐22。在普通的发动机运转期间，隔离阀110可以保持关闭，以限制从燃料箱20引导至滤罐22的日常的或“运转损失”的蒸汽量。在再次注入燃料运转期间以及所选的抽取条件下，隔离阀110可以例如在持续时间内暂时打开，以便将燃料蒸汽从燃料箱20引导至滤罐22。在燃料箱压力高于阈值(例如，超过燃料箱的机械压力限制，超过所述限制燃料箱和其他燃料系统部件可能会引发机械损坏)时在抽取条件下通过打开阀，可以将再次注入燃料蒸汽释放到滤罐内，并且可以将燃料箱压力维持在压力限制之下。尽管所描述的示例示出了沿管道31设置的隔离阀110，但在替代的实施例中，隔离阀可以被安装在燃料箱20上。除了隔离阀110外，在一些实施例中，燃料箱可以由结构加强的材料，诸如钢制成，以提高燃料箱的容差到高的燃料箱压力(其由于燃料箱中的燃料蒸汽产生)。
[0035]如参照图2在本文中进一步详述的，凝胶泡沫阻燃剂层107还可以被包括在燃料箱中，以降低在燃料箱的圆顶区域103中产生的燃料蒸汽量。凝胶泡沫阻燃剂可以在燃料箱中的液体燃料表面上成层，并且可以基于所述层在燃料箱内相对于阈值位置的位置调整燃料泵21的运转，以便减少凝胶泡沫阻燃剂被吸入燃料泵。通过使凝胶泡沫阻燃剂在燃料箱中的液体燃料表面上成层，以及降低产生的燃料蒸汽量，降低了对结构增强的燃料箱的需要。因此，这提供了部件成本降低效益。例如，能够在不引发储气箱高成本的情况下实现储气箱的蒸发性效益。同样，减少了对密封的钢燃料箱的需要。
[0036]一个或更多个压力传感器120可以被联接至燃料系统18，用于提供燃料系统压力的估计。在一个示例中，燃料系统压力是燃料箱压力，其中压力传感器120是燃料箱压力传感器，其被联接至燃料箱20，用于估计燃料箱压力或真空水平。尽管所描述的示例示出了直接联接至燃料箱20的压力传感器120，但在替代的实施例中，压力传感器可以被联接在燃料箱与滤罐22之间，具体地在燃料箱与隔离阀110之间。在其他实施例中，第一压力传感器可以被设置在隔离阀的上游(在隔离阀与滤罐之间)，而第二压力传感器被设置在隔离阀的下游(在隔离阀与燃料箱之间)，以提供阀两端的压差的估计。
[0037]例如在抽取运转期间，可以经由抽取管路28将从滤罐22中释放的燃料蒸汽引导到发动机进气歧管44内。可以通过联接在燃料蒸汽滤罐与发动机进气系统之间的滤罐的抽取阀112，调节蒸汽沿抽取管路28的流动。可以通过相关联的滤罐的抽取阀螺线管(未示出)的工作周期确定由滤罐的抽取阀释放的蒸汽量和蒸汽速率。因此，响应于发动机工况，可以通过车辆的动力传动系统控制模块(PCM)(诸如控制器12)确定滤罐抽取阀螺线管的工作周期，发动机工况包括例如发动机转速-负荷状况、空燃比、滤罐负荷等。通过命令滤罐的抽取阀关闭，控制器可以相对于发动机进气系统密封燃料蒸汽回收系统。可选的滤罐的止回阀(未示出)可以被包括在抽取管路28中，以防止进气歧管压力使气体沿抽取流的相反方向流动。因此，如果滤罐的抽取阀控制不是准确同步的或滤罐的抽取阀本身能够被高的进气歧管压力强行打开，止回阀则是必须的。可以通过联接至进气歧管44且与控制器12通信的MAP传感器118获得歧管绝对压力(MAP)或歧管真空(ManVac)的估计。另外，可以根据替代的发动机工况推断MAP，诸如由联接至进气歧管的MAF传感器(未示出)测得的质量空气流量(MAF)。
[0038]控制器12可以通过各种阀和螺线管的选择性调整使燃料系统18以多个模式运转。例如，燃料系统可以以燃料蒸汽存储模式运转(例如，在燃料箱再次注入燃料运转期间，并且发动机未运行)，其中控制器12可以打开隔离阀110和滤罐的通风阀114，同时关闭滤罐的抽取阀(CPV) 112，以便将再次注入燃料蒸汽引导到滤罐22内，同时阻止燃料蒸汽被引导到进气歧管内。
[0039]作为另一示例，燃料系统可以以再次注入燃料模式运转(例如，当车俩驾驶员要求燃料箱再次注入燃料时)，其中控制器12可以打开隔离阀110和滤罐的通风阀114，同时维持滤罐的抽取阀112关闭，以便在允许使燃料能被添加到其中之前使燃料箱减压。因此，隔离阀110可以在再次注入燃料运转期间保持打开，以允许再次注入燃料蒸汽被存储在滤罐中。在再次注入燃料完成后，隔离阀可以关闭。
[0040]作为又一示例，燃料系统可以以滤罐抽取模式运转(例如，在排放控制装置的起燃温度已经达到之后，并且发动机正运行)，其中控制器12可以打开滤罐的抽取阀112和滤罐的通风阀，同时关闭隔离阀110。在本文中，由运转的发动机的进气歧管产生的真空可以被用来抽取新鲜空气通过通风口 27并通过燃料蒸汽滤罐22，从而将存储的燃料蒸汽抽取到进气歧管44内。在这种模式中，从滤罐中抽取的燃料蒸汽在发动机中燃烧。抽取可以继续直至滤罐中存储的燃料蒸汽低于阈值。在抽取期间，获知的蒸汽量/浓度能够被用来确定滤罐中存储的燃料蒸汽量，并且在抽取运转的稍后部分期间(当滤罐被充分抽取或为空时)，获知的蒸汽量/浓度能够被用来估计燃料蒸汽滤罐的负荷状态。例如，一个或更多个氧传感器(未示出)可以被联接至滤罐22 (例如，滤罐的下游)，或被设置在发动机进气系统和/或发动机排气系统中，以提供滤罐负荷(即，滤罐中存储的燃料蒸汽量)的估计。基于滤罐负荷，并进一步基于发动机工况，诸如发动机转速-负荷状况，可以确定抽取流速率。
[0041]在一些混合动力车辆实施例中，当滤罐负荷高于阈值时，抽取条件可以被认为满足。响应于抽取条件，滤罐可以在车辆以发动机模式运转时被伺机抽取。具体地，当发动机正在旋转时，滤罐的抽取阀打开，使得进气歧管真空能够作用于滤罐。通过调整抽取阀，能够控制将用于随后燃烧的燃料蒸汽抽取到发动机进气系统内的流速，由此维持期望的发动机排气系统的空燃比。另外，车辆可以主动从电池运转模式(发动机关闭)转变为发动机运转模式(发动机运行)，以允许滤罐被充分抽取。由于滤罐仅能在发动机运行的情况下被抽取，因此蒸汽产生会使频繁的滤罐抽取成为必需，这反过来会在混合动力车辆的行驶周期内需要频繁的发动机运转。这降低了车辆的燃料经济性。在此，通过将凝胶泡沫阻燃剂层用作车辆的燃料箱中的内浮动层，其中不管燃料箱中的燃料水平该内浮动层保持在燃料的表面上，减少了燃料蒸汽产生，从而降低了燃料系统的滤罐的抽取频率。这在混合动力车辆的行驶周期中减少了发动机运行时间，从而提供了燃料经济性效益。
[0042]转向图1，车辆系统6还可以包括控制系统14。控制系统14被显示为接收来自多个传感器16 (在本文中所描述的传感器的各种示例)的信息，并将控制信号发送至多个致动器81 (在本文中所描述的致动器的各种不例。作为一个不例,传感器16可以包括位于排放控制装置上游的排气传感器126、温度传感器128，映射图传感器118、压力传感器120、压力传感器129和燃料水平传感器106。其他传感器如另外的压力、温度、空燃比以及成分传感器可以被联接至车辆系统6中的各种位置。作为另一示例，致动器可以包括燃料喷射器66、隔离阀110、抽取阀112，通风阀114，燃料泵21和节气门62。控制系统14可以包括控制器12。控制器可以接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并基于对应于一个或更多个程序的被编程在其中的指令或代码，响应于经处理的输入数据而触发致动器。在本文中关于图3-4描述了示例控制程序。
[0043]现在转向图2，示例实施例200示出图1的燃料系统，具体是燃料箱、燃料泵、燃料泵中的凝胶泡沫阻燃剂层以及相关联的部件。之前在图1中介绍的所有燃料系统部件在图2中被同样编号。
[0044]在所描述的示例中，燃料系统200包括燃料箱20，其用于存储液体燃料。例如，液体燃料可以是汽油、乙醇燃料，或汽油-乙醇混合燃料。燃料系统200还包括燃料泵21，其被联接在燃料箱20中，用于将燃料递送至喷射器。即，燃料泵21可以被浸没(在燃料中)在燃料箱中。燃料泵21包括进口 212，其被配置为接收来自燃料箱的燃料。燃料泵进口 212可以是包括筛网的滤过进口，以减少沉积物进入燃料泵。燃料箱20的底面214被配置为包括凹陷215。燃料泵21可以被设置在燃料箱20内、被设置在底面214上，具体是在凹陷215上。燃料箱的底部形状仅允许燃料在燃料泵进口处。具体地，凹陷215可以被设置为稍稍在燃料箱的底部或基底之上，以便减少燃料泵的沉积物吸入。
[0045]凝胶泡沫阻燃剂层107可以在燃料箱中的液体燃料表面上浮动。所述层可以是连续层，其不包括从所述层的中部突出的任何部件。另外，所述层可以不被拴至燃料箱的任何表面(例如，不被拴至燃料箱的内壁)，从而允许所述层在燃料表面上自由浮动。因此，随着燃料箱中的燃料水平变化，所述层在燃料箱中的位置也可以相应地变化。
[0046]通过使凝胶泡沫阻燃剂在燃料表面上成层，可以降低在燃料箱的圆顶区域103中产生的燃料蒸汽量。通过减少燃料箱中的蒸汽性排放，实现与存储和抽取燃料蒸汽相关的各种成本降低效益。例如，降低了对应于存储蒸汽的密封的钢箱的需要，能够使更小的滤罐用于吸收燃料蒸汽，能够降低滤罐的抽取频率，并且能够进一步降低用于抽取滤罐的发动机运转频率。另外，通过使凝胶泡沫阻燃剂在燃料表面上成层，还能够减少可能在箱退化的事件(例如，箱破裂)中发生的有害的燃料汽化。
[0047]燃料水平传感器106可以被联接至凝胶泡沫阻燃剂层107，具体是在所述层的边缘处，其用于指示所述层在燃料箱内的位置。具体地，燃料水平传感器可以提供关于所述层在箱内相对于阈值位置的位置的指示。燃料水平传感器106可以被直接(如图所示)或间接地(例如，经由控制系统)联接至燃料泵断路开关206。车辆燃料系统的控制器可以包括计算机可读指令，其用于基于所述层在燃料箱内相对于阈值位置的位置调整燃料泵的运转。可以基于道路坡度调整阈值位置。例如，当车辆在具有更高坡度的道路上行进时，可以使用更高的阈值位置。在另一示例中，阈值位置可以基于道路坡度、车辆加速/减速、车辆横向加速(例如，转弯速度、转向变化率)、方向盘角度和车辆横摆中的一个或更多个。因此，这些参数中的每一个均可以影响燃料在燃料箱中摇动以及晃动的方式，从而影响表观的燃料水平。因此，通过基于这些参数调整阈值位置，能够更好地补偿凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置相对于燃料泵进口在燃料箱中的位置的变化。
[0048]燃料水平传感器106可以包括带有浮动物208的水平感测臂210。基于水平感测臂的位置，泵断路开关206可以被致动为打开或关闭。例如，当水平感测臂210在第一位置(由实线指示的)时，燃料泵断路开关206可以被致动为打开，以使启动燃料泵运转。相比之下，当水平感测臂210在第二位置(由虚线指示的)时，燃料泵断路开关206可以被致动为关闭，以使燃料泵停止。
[0049]以此方式，控制器可以基于层107在燃料箱内相对于阈值位置的位置调整燃料泵的运转。如在图3处详述的，所述调整可以包括，当所述层的位置超过阈值位置时启动燃料泵的运转，而当所述层的位置低于阈值位置时使燃料泵停止。
[0050]燃料箱20的圆顶区域103可以被联接至滤罐22，滤罐22被配置为存储在燃料箱中产生的燃料蒸汽。燃料系统控制器还可以包括如下指令，其用于间歇地将燃料蒸汽从滤罐抽取至车辆的发动机进气系统。因此，通过使用凝胶泡沫阻燃剂层，能够降低滤罐的抽取频率。如在图4处详述的，控制器还可以基于在车辆行驶周期内的滤罐的抽取频率指示凝胶泡沫阻燃剂层的退化。例如，响应于抽取频率高于在车辆行驶周期内的阈值，可以确定所述层已经退化，并且需要替换所述层。
[0051]以此方式，图1-2的系统示出了用于被联接至道路上的车辆的车辆燃料系统的方法，其中凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的液体燃料表面上浮动，以降低在燃料箱的圆顶区域中产生的燃料蒸汽量。通过基于凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置调整燃料泵的运转，降低凝胶泡沫到燃料泵内的吸入，其中所述层在燃料箱中的燃料表面上浮动。
[0052]现在转向图3，示出了示例程序300，其用于基于凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置调整燃料泵运转，其中所述层在燃料箱中的燃料表面上浮动。
[0053]在302处，程序包括读取凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置。因此，由于所述层被配置为在燃料箱中的液体燃料表面上自由浮动，所述所述层的位置与燃料箱中的燃料水平相关。在一个示例中，燃料水平传感器可以被联接至所述层，以便提供关于所述层在燃料箱中的位置以及燃料箱中的燃料水平的指示。
[0054]在304处，所述层的位置可以与阈值位置进行比较，并且可以确定所述层的位置是否高于(即，超过)阈值位置。因此，燃料泵可以被布置在燃料箱底部处的凹陷内，并且阈值位置可以指示将凝胶泡沫阻燃剂层保持在燃料泵进口之上的位置。因此，基于道路坡度(例如，车辆是上坡还是下坡亦或是在平面上行进)、车辆加速/减速、车辆横向加速(例如，如果车辆正向左转弯或向右转弯，采用多快的转弯速度)、转向盘角度和车辆横摆中的一个或更多个，可以在车辆运转期间调整阈值位置。在其他实施例中，可以基于其他车辆操纵(诸如猛烈的制动操纵)调整阈值位置。
[0055]在306处，当所述层超过阈值位置时，程序包括启动燃料泵的运转(如果需要)。即，如果发动机运转被车辆操作者要求或被要求用于抽取燃料系统的滤罐，燃料泵可以被运转为泵送用于递送至喷射器的燃料。相比之下，在308处，当所述层低于阈值位置时，程序包括使燃料泵停止。即，如果发动机运转被车辆操作者要求或被要求用于抽取燃料系统的滤罐，燃料泵可以停止为泵送用于递送至喷射器的燃料。通过当凝胶泡沫阻燃剂层接近靠近燃料泵进口的位置时使泵停止(在普通车辆运转或操纵的情况下)，降低阻燃剂到燃料泵内的吸入。
[0056]现在转向图4，示出了示例程序400，其用于基于被联接至燃料箱的燃料系统的滤罐的抽取频率识别并指示燃料箱中的凝胶泡沫阻燃剂层的退化。
[0057]在402处，程序包括监测在车辆行驶周期内的滤罐抽取的频率。因此，在燃料箱的圆顶区域中产生的燃料箱蒸汽可以被存储在联接至燃料箱的燃料系统的滤罐。然后，当滤罐足够满时(诸如当滤罐的压力高于阈值时，或当滤罐的负荷高于阈值时)，滤罐可以被抽取。抽取滤罐包括使发动机运转并打开抽取控制阀，从而利用发动机进气歧管真空将燃料蒸汽从滤罐抽取到发动机内，用于汽缸中的燃烧。
[0058]在404处，程序包括将滤罐的抽取频率与阈值率进行比较。在一个示例中，阈值率可以基于车辆的平均或历史抽取频率，如在若干之前行驶周期内平均的以及如基于基于车辆的行驶历史的。在408处，响应于在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率低于阈值率，可以指示凝胶泡沫阻燃剂层未退化。
[0059]相比之下，如果在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率高于阈值率，程序进入到406，以确定是否已经发生任何燃料晃动。因此，在所选车辆操纵的情况下，诸如转弯、在斜坡上行进、在粗糙表面上行进等，燃料可以在燃料箱中晃动，并且一些燃料可以晃动至凝胶泡沫阻燃剂层之上。即，一些液体燃料可以溅到所述层的上表面上，否则该上表面不与液体燃料接触。当该燃料汽化时，在燃料箱的圆顶区域中产生的燃料蒸汽量(暂时)增加(即，增加至将会在不存在燃料晃动的情况下所产生的之上)。过多的蒸汽还会引起滤罐抽取的频率的暂时增加。
[0060]可以基于来自车辆加速计的输出确定燃料晃动。在另一示例中，可以基于来自车辆导航系统的轨迹与道路数据确定燃料晃动。如果燃料晃动被确定，程序返回至408，以指示燃料箱凝胶泡沫层未退化。即，响应于在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率高于阈值率，当燃料晃动被检测到时，车辆控制器指示凝胶泡沫阻燃剂层未退化。[0061]相比之下，如果燃料晃动未被确定，那么在410处，程序包括指示燃料箱凝胶泡沫层退化。即，响应于在车辆行驶周期内的燃料系统的滤罐的抽取频率高于阈值率，当燃料晃动未被检测到时，指示凝胶泡沫阻燃剂层退化。另外，响应于凝胶泡沫阻燃剂层退化的指示，控制器可以执行一个或更多个缓解措施。例如，控制器可以设定诊断代码(例如，MIL),以告知车辆操作者需要替换凝胶泡沫阻燃剂层。在另一示例中，控制器可以增加混合动力电动车辆的发动机运转时间。即，控制器可以减少发动机关闭时间或发动机自动禁止时间，以实现增加的滤罐抽取频率。
[0062]现在转向图5，映射图500描述了基于在燃料箱中的燃料表面上成层的凝胶泡沫阻燃剂相对于阈值位置的位置对燃料泵运转的示例调整。映射图500在图表502处示出了包括发动机运行(发动机模式)或发动机关闭(电池模式)的混合动力车辆运转形式，在图表504处示出了滤罐负荷的变化，在图表506处示出了凝胶泡沫阻燃剂层位置的变化，以及在图表508处示出了燃料泵运转。
[0063]在tl之前，通过发动机关闭并且通过车辆由来自系统的电池的动力推进，混合动力车辆可以以电池模式运转(图表502 )。当以发动机关闭模式运转时，日常的燃料箱蒸汽可以产生，并且被存储在联接至燃料箱的燃料系统的滤罐中。因此，在tl之前，滤罐负荷可以逐渐增加(图表504)。在tl处，响应于可被确定的该滤罐的抽取条件，滤罐负荷可以到达上阈值503。因此，可以在tl处做出发动机运转请求，使得滤罐负荷能够被抽取到发动机进气系统内。因此，在tl处，凝胶泡沫阻燃剂层的位置可以超过阈值位置507。因此，在tl处，当凝胶泡沫阻燃剂层超过阈值位置507时，响应于接收到的抽取滤罐负荷的发动机运转请求，车辆控制器可以启动燃料泵。因此，在tl与t2之间，燃料泵可以被运转为抽取滤罐负荷。在t2处，响应于滤罐负荷到达下阈值505，滤罐可以被认为是充分抽取，并且发动机运转可以被中断，以及燃料泵可以停止。
[0064]在t2与t3之间，通过发动机关闭并且通过车辆由来自系统的电池的动力推进，混合动力车辆可以再次以电池模式运转。另外，当以发动机关闭模式运转时，日常的燃料箱蒸汽可以产生，并且被存储在联接至燃料箱的燃料系统的滤罐中。因此，在t2与t3之间，滤罐负荷可以增加(图表504)。在t3处，响应于可被确定的该滤罐的抽取条件，滤罐负荷可以再一次到达上阈值503。因此，可以在t3处做出发动机运转请求，使得滤罐负荷能够被抽取到发动机进气系统内。在t3处，凝胶泡沫阻燃剂层的位置仍然可以超过阈值位置507。因此，在t3处，当凝胶泡沫阻燃剂层超过阈值位置507时，响应于接收到的抽取滤罐负荷的发动机运转请求，车辆控制器可以启动燃料泵。因此，在t3与t4之间，燃料泵可以被运转为抽取滤罐负荷。在t4处，在滤罐抽取期间，当发动机正运转时，燃料可以被消耗，并且部分凝胶泡沫阻燃剂可以将至阈值位置507之下。响应于凝胶泡沫阻燃剂层在阈值位置507处或低于阈值位置507，燃料泵可以停止，以避免将任何凝胶泡沫阻燃剂吸入燃料泵(具体是吸入燃料泵的进口)。在此处，燃料泵停止，即使滤罐未被充分抽取(即，在滤罐负荷到达下阈值505之前)。然后滤罐抽取可以被延迟直至燃料箱再注满事件已经发生并且凝胶泡沫阻燃剂层返回到超过阈值位置的位置。基于使燃料泵停止，控制器可以更新映射滤罐负荷的查询表。在一些实施例中，为了在燃料泵未运转的情况下完成滤罐抽取，车辆控制器可以将发动机运转调整为，在不启动燃料喷射器的情况下，更积极地使用从滤罐中抽取的燃料蒸汽使发动机运行。[0065]以此方式，可以以简单且成本低的方式减少蒸汽排放。通过使凝胶泡沫阻燃剂在混合动力车辆的被联接的燃料箱中的燃料表面上成层，减少了燃料蒸汽的产生。通过降低蒸汽排放量，降低了在燃料蒸汽管理期间所引起的部件和燃料经济性成本。具体地，降低了对成本高且体积大的结构增强燃料箱的需要，同时也减少了从滤罐中抽取被存储的燃料蒸汽所需的发动机运行时间。另外，凝胶泡沫阻燃剂作为层状物的使用减少可能在箱退化事件期间发生的有害的燃料汽化以及火灾。通过基于所述层在燃料箱内的位置调整燃料泵运转，能够降低凝胶泡沫阻燃剂到燃料泵内的吸入。总的来说，能够以更低的运转成本实现车辆排放达标率。
[0066]注意，在本文中包括的示例控制和估算程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样地，实现本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外，所描述的动作可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。
[0067]应理解，本文中所公开的构造和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1.一种用于车辆燃料系统的方法，其包含: 使凝胶泡沫阻燃剂层浮在燃料箱中的液体燃料表面上，以降低在所述燃料箱的圆顶区域中产生的燃料蒸汽量，所述车辆是道路上的车辆。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料系统包括燃料水平传感器，其被联接至所述凝胶泡沫阻燃剂层，用于指示所述层在所述燃料箱内的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述燃料系统还包括被联接在所述燃料箱中的燃料泵，所述方法还包含，响应于所述层的位置低于阈值位置停止所述燃料泵的运转。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述阈值位置基于道路坡度，当所述车辆在更高的坡度上行进时所述阈值位置更高。
5.一种用于车辆燃料系统的方法，其包含: 基于凝胶泡沫阻燃剂层在燃料箱中的位置调整燃料泵的运转，所述层浮在所述燃料箱中的燃料表面上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述调整包括，当所述层高于阈值位置时启动所述燃料泵的运转并且当所述层低于所述阈值位置时停止所述燃料泵的运转。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述阈值位置基于道路坡度、车辆加速/减速、车辆横向加速、方向盘角度和车辆横摆中一个或多个。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述燃料泵位于所述燃料箱的底部处的凹陷内。
9.根据权利要求5所述的方法，其中燃料箱蒸汽被存储在联接至所述燃料箱的燃料系统的滤罐中，所述方法还包含，基于所述燃料系统的滤罐的抽取频率指示所述层的退化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述指示包括，响应于在车辆行驶周期内的所述燃料系统的滤罐的所述抽取频率高于阈值率而未检测到燃料晃动时，指示所述凝胶泡沫阻燃剂层的退化；以及响应于在所述车辆行驶周期内的所述燃料系统的滤罐的所述抽取频率高于所述阈值率而检测到燃料晃动时，指示所述凝胶泡沫阻燃剂层未退化。
【文档编号】F02M25/08GK103670818SQ201310426433
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】D·R·马丁, K·阿圭勒, A·马丁 申请人:福特环球技术公司