用于车辆推进系统的汽油雷德蒸汽压力检测系统和方法与流程

本公开涉及用于车辆推进系统的汽油雷德蒸汽压力检测系统和方法。

引言

本引言部分总体上提供了本公开的背景。在本说明书中所描述的范围内，以及在本说明书中在申请时可能不符合现有技术条件的方面中，本文所提及发明人的工作既不明确也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。

市售汽车用汽油燃料的挥发性因季节和地理位置的不同而不同。“冬季配料”的燃料被改变以提高其雷德蒸汽压力(rvp)，使得此燃料在较低冬季环境温度下更容易蒸发，其中所述雷德蒸汽压力定义成液体在astm-d-323所测定的37.8摄氏度(100华氏度)下施加的绝对蒸汽压力。这样可以让发动机更轻松地启动。为了减少挥发性有机化合物(voc)的排放，将改变燃料的“夏季配料”以降低其rvp。这样可减少燃料在较高夏季工作温度下的汽化，从而不仅减少voc的排放，同时还减轻燃料泵系统中发生的汽塞，此汽塞可能导致发动机抖动或失速状况。

能够燃料的rvp使得具备根据所识别的燃料rvp调节低压燃料供给泵压力和对发动机的燃料输送的优点。已知有不同方法来确定rvp，但是存在与识别rvp具有长时间延迟相关的限制，或者缓慢测量频率的缺陷。已知方法也不允许在加油事件之后立即检测燃料特性的变化，这在刚刚从冬季配料变为夏季配料，或者刚刚从夏季配料变为冬季配料时最明显。也很重要的是，当确定准确rvp时，燃料箱中存在的一种配料在季节改变期间可能与第二配料相混合的重叠期间。

在不能确定车辆中汽油的rvp的情况下，为了确保车辆的运行，必须假设最坏的情况。这导致在将燃料供给系统加压到比燃料实际rvp所必需压力更高的压力时出现能量损耗、不当燃料输送，特别是在起动操作期间，以及/或者驾驶性能降低，所有这些都可能对排放和性能产生不利影响。需要一种用于识别车辆使用的汽油rvp的新改进系统和方法。

技术实现要素：

在示例性方面中，一种车辆推进系统中的汽油雷德蒸汽检测系统包括：第一泵，所述第一泵具有用于从燃料储存器接收燃料的入口以及用于在第一压力下将加压燃料提供给燃料供给管线的出口，燃料供给管线压力传感器，所述燃料供给管线压力传感器产生基于所述燃料供给管线中的燃料压力的燃料供给管线压力信号，第二泵，所述第二泵具有用于从所述燃料供给管线接收燃料的入口以及用于在第二压力下向发动机燃料轨提供加压燃料的出口，所述第二压力高于所述第一压力；燃料温度传感器，所述燃料温度传感器基于所述燃料的温度产生燃料温度信号，以及与所述第一泵通信的控制器，所述控制器用于控制所述第一泵以控制所述燃料供给管线中的所述燃料压力。所述控制器控制所述第一泵以降低所述燃料供给管线中的所述燃料压力，并且确定所述燃料供给管线中的所述燃料压力是否已达到所述燃料中的组分的汽化压力。

通过这种方式，可以改进所述车辆推进系统的性能、效率和排放。确切地说，可以降低燃料供给管线压力，从而节省能量，并且可以进一步优化燃料输送，尤其是在起动操作期间。

在另一示例性方面中，所述控制器监测所述第二泵的性能特性，以确定所述燃料供给管线中的所述燃料压力是否已达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，所述第二泵性能特性包括第二泵燃料输送量。

在另一示例性方面中，所述第二泵性能特性包括所述第二泵的输送持续时间。

在另一示例性方面中，所述系统进一步包括燃料轨压力传感器，所述燃料轨压力传感器基于所述燃料轨中的燃料压力产生燃料轨压力信号，所述第二泵性能特性包括所述燃料轨中在所述第二泵的每个冲程中的燃料轨压力升高。

在另一个示例性方面中，所述控制器基于所述燃料轨中在所述第二泵的每个冲程中的燃料轨压力升高小于预定量来确定所述燃料供给管线中的燃料的压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，所述控制器基于所述燃料轨中在所述第二泵的每个冲程中的燃料轨压力上升的缓慢过滤器来产生缓慢过滤信号，并且基于所述燃料轨在所述第二泵的每个冲程中的所述燃料轨压力上升的快速过滤器来产生快速过滤信号，并且所述控制器基于所述缓慢过滤信号与快速过滤信号的比较来确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，所述控制器基于确定所述缓慢过滤信号的值超出所述快速过滤信号的值来确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，所述控制器基于所述燃料供给管线压力信号来确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，所述控制器基于所述燃料供给管线压力信号和命令的燃料供给管线压力的比较来确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一个示例性方面中，所述控制器基于所述燃料供给管线压力信号与所述命令的燃料供给管线压力之间的差值是否超出预定量来确定所述燃料供给管线中的燃料的压力是否已经达到所述燃料中的组分的汽化压力。

在另一示例性方面中，当所述控制器确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已达到所述燃料中的组分的汽化压力时，所述控制器进一步基于所述燃料供给管线中的燃料温度和燃料压力来确定所述燃料的雷德蒸汽压力。

在另一示例性方面中，当所述控制器确定所述燃料供给管线中的燃料压力是否已达到所述燃料中的组分的汽化压力时，所述控制器进一步基于所述燃料供给管线中的燃料压力来调整所述燃料供给管线中的燃料压力。

在另一示例性方面中，当所述控制器确定所述燃料供给管线中的所述燃料压力是否已达到所述燃料中的组分的汽化压力时，所述控制器进一步调整所述第二泵的所述燃料输送。

从下文所提供的详细描述中将显而易见的了解本公开的其他应用领域。应理解，所述详细描述和具体示例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。

结合附图阅读详细描述，包括权利要求书以及示例性实施例可以显而易见地了解本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势。

附图说明

从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：

图1是用于车辆推进系统的示例性汽油雷德蒸气压检测系统的示意图；

图2示出根据本公开示例性方法的图1所示汽油雷德蒸气压力检测系统100的操作；

图3a示出来自本公开的示例性系统未检测到燃料蒸汽的信号；

图3b示出系统检测燃料蒸汽的信号；以及

图4示出根据本公开的示例性实施例的方法的流程图400。

具体实施方式

现在参见附图，其中所述附图仅用于说明某些示例性实施例，而不是为了限制这些实施例。图1示意性地示出用于车辆推进系统的示例性汽油雷德蒸汽压力检测系统100。汽油rvp检测系统100包括使用高压泵(hpp)104接收汽油燃料供应的燃料轨102，所述高压泵从低压燃料供给管线106进料。多个燃料喷射器108连接到燃料轨102，以便将来自燃料轨102的高压燃料供应到各个发动机缸(未示出)。使用由电动机112驱动的低压泵110将燃料供应到燃料供给管线106。低压泵110从储存器114抽取燃料，其中所述低压泵110、电动机112和储存器114均位于燃料供给箱(未示出)内。

使用来自燃料箱区模块116的信号控制电动机112，所述燃料箱区模块穿过控制器区域网络(can)总线120和低压泵控制信号122与发动机控制模块(ecm)118通信。燃料供给管线压力传感器124监测燃料供给管线106中的燃料的压力，并将燃料供给压力信号126发送到控制器118。类似地，燃料轨压力传感器128监测燃料轨102中的燃料压力并将燃料轨压力信号130提供给控制器118。附加地，燃料温度传感器132监测燃料的温度并将燃料温度信号134发送到控制器118。尽管图1的示例性实施例包括定位成邻近高压泵104的燃料温度传感器132，但是燃料温度传感器132的位置可以重新定位成任何位置，只要燃料温度信号没有限制地提供给控制器118即可。燃料温度信号134可以是使用校准模型和其他现有温度(外部环境空气、进气、进气歧管、发动机冷却剂)和车辆运行状态的虚拟传感器的结果。

控制器118包括若干模块，其中一组示例将参考图1以及后续附图和随附说明进行描述。在此实施例中，所述控制器118包括发动机模式模块136、rvp学习启用模块138、rvp学习模块140、燃料温度模块142和燃料系统rvp适配模块144。所述rvp学习模块140包括燃料供给管线模块146、燃料轨模块148和蒸汽检测模块150。

图2示出根据本公开示例性方法的图1所示汽油雷德蒸气压力检测系统100的操作。图2中的曲线图200示出由燃料供给管线压力传感器124测得的燃料供给压力126和命令的(或目标)燃料供给压力202，所述命令的燃料供给压力通常对应于由燃料箱区模块116发送到低压泵电动机112的低压泵控制信号122。曲线图200进一步示出由燃料轨压力传感器128产生的燃料轨压力信号130。通常，控制器118以将燃料轨压力130维持在燃料轨目标压力204之上的方式控制高压泵104的操作。

图2的曲线图200进一步示出高压泵104的操作。高压泵104可以是具有可控入口量的正排量泵。高压泵104持续运行，并且泵104的速度直接取决于发动机的速度。信号线206示出一系列尖峰，每个尖峰对应于高压泵104的每个操作周期或冲程的起始位置。在图2所示的操作中，操作高压泵104以使得仅间歇地输送全部燃料量。泵入口启动信号208示出高压泵104在选定周期中的启动。图2中的曲线图进一步示出210处的每个冲程的燃料轨压力上升。

在操作期间，高压泵104入口的启动导致燃料轨压力130向上跳跃，例如在212处所述指示的时刻。在泵入口启动之后，高压泵104从燃料供给管线106抽取额外的燃料，并且燃料供给管线106中的合成压力降通过燃料供给压力信号126的立即下降清楚地示出。随着低压泵110继续向燃料供给管线106提供燃料，燃料供给管线106中的压力126再次上升。当发动机运行时，燃料喷射器108继续将燃料供给到发动机，因此，燃料轨压力130逐渐下降直到接近燃料轨目标204，在此压力下，控制器118触发另一个泵入口启动208。

在示例性方法中，控制器118依赖于发动机模式模块136来确定当前发动机操作模式并且向rvp学习启用模块138指示所确定的发动机模式。rvp学习启用模块138确定发动机操作模式是否适合于启用rvp学习算法140。如果rvp学习启用模块138确定发动机操作模式是适当的，则rvp学习启用模块138可以启用rvp学习模块140的操作。

如果被启用，则rvp学习模块140可以依赖于燃料轨模块148来监测燃料轨压力130。此外，在示例性实施例中，燃料轨模块148还可以没有限制地监测高压泵104的每个冲程的燃料输送、高压泵的工作循环以及/或者燃料轨102或高压泵104的其他特性。此外，如果被启用，则rvp学习模块140可以依赖于燃料轨模块146来监测供给管线压力130。然后，蒸汽检测模块150可以基于由燃料供给管线模块146和燃料轨模块148监测的条件来确定燃料是否已经汽化。在示例性实施例中，蒸汽检测模块150可以确定每个冲程210的燃料轨压力上升。

当被启用时，在示例性方面中，燃料供给管线模块146可以通过燃料箱区模块116和低压泵110在can120上发送低压泵控制信号152，以使得燃料供给管线目标压力202降低或斜坡下降。随着高压泵104继续周期性地从燃料供给管线106抽取燃料，燃料供给管线目标压力202的这种斜坡下降导致燃料供给管线压力126逐渐减小。这一直持续到燃料供给管线106中的压力下降到低于燃料中的组分的蒸汽压力，此时，燃料的至少一部分汽化。汽化燃料所占的体积明显高于汽化部分保持液态时所占的体积。结果，当高压泵104从燃料供给管线106抽取一定体积的燃料时，燃料的总质量减小。然后高压泵104操作以提高所述体积的燃料上的压力，体积减小，并且燃料轨压力130不会达到先前达到的水平。在图2中，由于输出到燃料轨102中的所述体积的燃料的燃料质量减小，时刻214的燃料轨压力130远低于先前实现的燃料轨压力，例如在时刻216的燃料轨压力，在此时刻，由高压泵104输出到燃料轨102中的燃料体积不是源自包括从燃料供给管线106进入高压泵104的汽化燃料的燃料体积。

在本公开的示例性方面，蒸汽检测模块150将燃料轨102中的此压力降低识别成进入高压泵104的燃料包括至少一部分汽化燃料的指示。这种识别发生的方式可以不受限制地变化。例如，可以依赖于燃料轨压力130的减小幅度之间的简单比较来确定燃料供给管线106中的燃料是否包括汽化组分。在示例性方面中，蒸汽检测模块150可以分析每个冲程的燃料压力上升210，以确定燃料供给管线压力126是否已经下降到燃料组分可能已经汽化的压力。

在另一示例性方面中，可以对每个冲程的燃料轨压力上升210进行过滤，以产生每个冲程的燃料轨压力上升信号210的缓慢过滤信号218和每个冲程的燃料轨压力上升信号210的快速过滤信号220。在正常操作条件下，缓慢过滤信号218的幅度将小于快速过滤信号220的幅度。在示例性方面中，蒸汽检测模块150可以将缓慢过滤信号218与快速过滤信号220进行比较，并确定缓慢过滤信号218的幅度是否超过快速过滤信号200的幅度。如果蒸汽检测模块150确定缓慢过滤信号218的幅度超出快速过滤信号200的幅度，则此确定可以用作燃料供给管线压力126已经下降到低于燃料组分的蒸汽压力的指示。作为响应，在示例性方面中，燃料系统rvp适配模块144可以提高燃料供给管线压力目标202，并且燃料箱区模块116可以以提高燃料供给管线压力126的方式操作低压泵110。

在示例性方面中，燃料系统rvp适配模块144(或发动机控制模块118中的其他适当模块，在不作限制的前提下)可以在蒸汽检测模块150检测到燃料供给管线106中存在燃料蒸汽的时刻存储燃料供给压力126的值，以及燃料温度模块142提供的燃料温度。应理解，发生燃料组分汽化的温度和压力可以与所述燃料的雷德蒸气压力相关。此外，通过收集多个数据集可以进一步提高雷德蒸汽压力识别的可信度，每个数据集包括与本公开提供的燃料汽化识别相关联的温度和压力。例如，可以绘制此数据的曲线图并且将其与已知燃料的燃料蒸馏曲线和已知雷德蒸汽压力进行比较，并且与本公开所收集的温度/压力数据最密切相关的蒸馏曲线可以可靠地识别燃料的雷德蒸汽压力。

如上所述，图2的燃料系统控制高压泵104，使得此高压泵仅周期性地输送全部体积的燃料，而在剩余的冲程周期中不输送燃料。相反，替代燃料系统可以控制高压泵104，使得所述高压泵在每个冲程周期中始终输送至少少量的燃料。在此系统中由高压泵104提供的燃料体积通过改变进入泵104的入口的燃料量来控制。图3a和3b的曲线图示出燃料系统的响应，其中高压泵104在每个冲程周期中输送燃料。

图3a的曲线图示出来自本公开的示例性系统的未检测到燃料蒸汽的信号，并且图3b的曲线图示出系统检测到燃料蒸汽的信号。首先参见图3a，目标燃料供给管线压力在302处指示，实际或测得的燃料供给管线压力126由线304指示，目标燃料轨压力在306处指示，并且燃料轨压力130在308处指示。高压泵104的每个周期中的燃料输送持续时间在310处指示。在本公开的方法和系统的操作期间，燃料供给管线模块146将命令152发送到低压泵110以降低目标燃料供给压力302。作为响应，基于高压泵104从燃料供给管线106移除的燃料量，实际燃料供给管线压力304立即开始斜坡下降，并且快速达到新的较低目标燃料供给管线压力302。在这种情况下，由于供给管线压力304尚未达到燃料的蒸汽压力，因此燃料轨压力308紧密地跟随目标燃料轨压力306，结果，高压泵的输送持续时间310通过燃料供给压力的下降大体上保持不变。在这种情况下，实际燃料供给压力304与由高压泵移除的液体燃料体积成比例地线性下降，并且所述线性状况持续到满足目标压力302位置。在示例性方面中，本公开的系统和方法可以将燃料供给压力126和燃料温度记录成指示没有燃料汽化的数据点。在这种情况下，燃料供给压力126在约32摄氏度的温度下从约400kpa降低到约220kpa，而没有燃料汽化。

相反，现在参照图3b，本公开的示例性系统和方法针对同种燃料，检测在与图3a中温度不同的温度下的燃料汽化。在这种情况下，本公开的示例性系统和方法在约82摄氏度的温度、约280kpa的燃料供给压力126下检测燃料汽化。同样，目标燃料供给压力302降低到约220kpa。但是，供给管线106中燃料的至少一部分汽化，导致燃料供给管线压力304花费显著更长时间来达到目标燃料供给压力。紧接着，在目标燃料供给压力302降低之后，燃料供给管线压力304开始降低，但是压力304降低的斜率开始减小并且不是恒定的，如图3a中所示。但是，燃料供给管线压力304包括“拐点”或向上弯曲，因此降低了其接近目标燃料供给压力302的速率。作为响应，蒸汽检测模块150的示例性实施例可以在降压之后的预定时间量处将燃料供给压力304与目标燃料供给压力302进行比较，并且如果实际压力和目标压力之间的差异足够大，则所述系统和方法可以确定所述燃料的至少一部分已经汽化。

在另一个示例性实施例中，蒸汽检测模块150可以监测高压泵104的燃料输送持续时间310，以确定燃料的一部分是否以及何时可能已经汽化。当燃料的一部分汽化时，高压泵104在任何给定输送持续时间量310内输送的燃料量减少，导致燃料轨压力308逐渐减小和/或无法密切跟随目标燃料轨压力306。响应于燃料轨压力308偏离目标燃料轨压力306，高压泵104的控制器(未示出)可以开始针对高压泵104的每个冲程周期调节燃料输送持续时间310，以试图补偿和/或纠正此偏差。因为在这种情况下，燃料供给压力304低于至少燃料组分的蒸汽压力，因此高压泵310无法补偿并且输送持续时间310将连续地逐渐增加。因此，在示例性实施例中，蒸汽检测模块150可以分析输送持续时间310，并且如果此持续时间310的幅度改变量达到预定量，则蒸汽检测模块150可以确定燃料的一部分已经汽化。

图4示出根据本公开的示例性实施例的方法的流程图400。所述方法从步骤402开始并继续到步骤404。在步骤404中，控制器118的燃料温度模块142监测燃料的温度。所述方法继续到步骤406，其中燃料供给管线模块146监测燃料供给管线106的压力，然后所述方法继续到步骤408。在步骤408中，所述燃料供给管线模块146改变燃料供给管线106中的压力。确切地说，燃料供给管线模块146可以以先前已经描述其示例的方式减小燃料供给管线106中的压力。所述方法然后可以继续到步骤410，其中蒸汽检测模块150确定在燃料供给管线106中是否检测到蒸汽。如果在步骤410中，蒸汽检测模块150确定已在燃料供给管线106中检测到蒸汽，则燃料系统rvp适配模块144可以根据检测来调整燃料输送参数。例如，如上所述，在不作限值的前提下，燃料系统rvp适配模块144可以提高供给管线压力，使其保持高于燃料的蒸汽压力，调节高压泵104的操作、燃料喷射器108的燃料输送等。

所述方法然后继续到步骤414，其中可以将燃料的压力和温度与是否检测到燃料汽化的指示的一起存储。所述方法然后继续到步骤416，其中可以分析已经收集的数据，包括压力、温度和蒸汽检测指示，并且将其与具有已知蒸馏曲线和相关联的雷德蒸汽压力值的燃料的现有和已知温度、压力和蒸汽特性相关联。通过这种方式，本公开使得能够检测燃料汽化和燃料雷德蒸气压的识别。

在可选实施例中，所述方法可以进一步包括监测所述发动机的操作模式的发动机模式模块136，以及rvp学习启用模块138，所述rvp学习启用模块确定所述发动机的操作模式是否适于启动或启用rvp学习模块140和/或发动机控制模块118以执行图4的流程图400中所示的方法。

本说明书本质上仅是说明性的，决不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教义可以以各种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应受此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求之后，其他修改将变得显而易见。