專利名稱：液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)系統(tǒng)并特別涉及液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)在氣缸中燃燒空氣/燃料(A/F)混合物來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞和 提供驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝饨?jīng)由節(jié)氣門送入氣缸和進(jìn)氣歧管。燃料噴射系統(tǒng)從 燃料箱供給燃料從而提供期望的A/F混合物到氣缸里。為了防止汽油蒸 汽的釋放，車輛也典型地包括蒸汽排放系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從燃料箱中吸 收燃料蒸汽的過(guò)濾器，過(guò)濾器排氣閥和放氣閥。過(guò)濾器排氣閥允許空氣 進(jìn)入過(guò)濾器。放氣閥從過(guò)濾器到進(jìn)氣系統(tǒng)提供空氣和汽化燃料的混合 物。閉環(huán)控制系統(tǒng)基于系統(tǒng)輸出的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入。通過(guò)監(jiān)控 排氣中的氧氣量，閉環(huán)燃料控制系統(tǒng)控制輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料?；谘?氣傳感器的輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊調(diào)節(jié)燃料輸送來(lái)匹配比較理想的A/F 比(14.7: 1 )。通過(guò)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的速度變化，閉環(huán)速度控制系統(tǒng) 控制發(fā)動(dòng)機(jī)吸入氣流和點(diǎn)火進(jìn)程。在一些環(huán)境下，液體燃料而不是燃料蒸汽出現(xiàn)在過(guò)濾器中。 當(dāng)液體燃料出現(xiàn)在過(guò)濾器中的時(shí)候，控制燃料系統(tǒng)是 一 個(gè)艱難的任務(wù)。 過(guò)濾器中的液體燃料能產(chǎn)生高發(fā)動(dòng)機(jī)排放，令人不快的怠速波動(dòng)，穩(wěn)定 的節(jié)氣門波動(dòng)或者發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果發(fā)生這些問(wèn)題，車輛也可能中斷蒸 汽排放需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為在閉環(huán)下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料蒸汽的車輛燃料蒸 汽系統(tǒng)的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)包括氧氣傳感器，該傳感器基于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣 里的氧氣水平產(chǎn)生氧氣信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生速 度信號(hào)。而且控制模塊接收氧氣信號(hào)和速度信號(hào)，基于氧氣信號(hào)決定燃 料控制因素，基于長(zhǎng)期的燃料控制因素改變決定長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，而且基 于燃料控制因素、速度信號(hào)和長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，探測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)中存
在的液體燃料。在另一個(gè)特征里，當(dāng)在選定的時(shí)間段內(nèi)燃料控制調(diào)節(jié)量低于 最小值的時(shí)候，控制模塊探測(cè)存在的液體燃料。在另一個(gè)特征里，當(dāng)速度信號(hào)和燃料控制因素顯示發(fā)動(dòng)機(jī)不 穩(wěn)定的時(shí)候，控制模塊探測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)中存在的液體燃料。在其它特征里，當(dāng)遇到發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況的時(shí)候，控制模塊探 測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)中存在的液體燃料。如果節(jié)氣門位置小于最小節(jié)氣門 位置值和車輛速度小于車輛最小速度值的時(shí)候會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的情 況。仍然在其它特征里，當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)探測(cè)出液體燃料存 在的時(shí)候，控制模塊設(shè)置一個(gè)液體燃料通知編碼，而且當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間 段內(nèi)探測(cè)出液體燃料存在的時(shí)候，控制模塊發(fā)送車外通訊信號(hào)。
里成為顯然的。當(dāng)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施;列被描述時(shí)，應(yīng)當(dāng)理i詳細(xì)的描述 和特定的例于意圖是僅是描述，而不是限制發(fā)明范圍。


依據(jù)詳細(xì)的描述和附隨的圖，本發(fā)明將變得更容易理解，其
中圖1是依據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)功能塊框
圖；圖2是一個(gè)流程圖，描述了探測(cè)燃料蒸汽系統(tǒng)中存在液體燃 料的方法；圖3是一個(gè)流程圖，描迷了沖企查發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)的方法；
圖4是一個(gè)流程圖，描述了檢查發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)的方法；
圖5是一個(gè)流程圖，描述了檢查長(zhǎng)期調(diào)節(jié)量低狀態(tài)的方法。
具體實(shí)施例方式下面的對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例描述在本質(zhì)上僅僅是示例的而且決 不打算限制本發(fā)明，和它的應(yīng)用或使用。為了清晰的目的，同樣附圖標(biāo) 記將會(huì)在圖中使用來(lái)標(biāo)記類似的元件。如在這里所使用的，術(shù)語(yǔ)模塊表 示執(zhí)行一個(gè)或者更多的軟件或者硬件程序的特定用途集成電路
(ASIC)，電子電路，處理器(共享、專用、群)和存儲(chǔ)器，組合邏輯
電路和/或其它提供描迷功能的合適的組成。參考圖l,車輛10包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12和燃料系統(tǒng)14。 一個(gè) 或者更多控制模塊16與發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)12、 14通信。下文將會(huì)更進(jìn) 一步詳細(xì)描述燃料系統(tǒng)14選擇性地供給液體和/或燃料蒸汽到發(fā)動(dòng)機(jī)系 統(tǒng)12。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12包括發(fā)動(dòng)機(jī)18,燃料噴射系統(tǒng)20，進(jìn)氣歧管22, 排放歧管24?？諝馔ㄟ^(guò)節(jié)氣門26進(jìn)入進(jìn)氣歧管22。節(jié)氣門26調(diào)節(jié)流 入進(jìn)氣歧管22的空氣量。進(jìn)氣歧管22里的空氣分配進(jìn)入氣缸28?？諝?與燃料混合，空氣/燃料混合物在發(fā)動(dòng)機(jī)18的氣缸28里燃燒。盡管雙氣 缸28被描述，應(yīng)當(dāng)理解發(fā)動(dòng)機(jī)18可以包括更多或者更少的氣缸28，氣 缸包括但是不限制于l、 3、 4、 5、 6、 8、 10和12個(gè)氣缸。燃料噴射系 統(tǒng)20包括噴射液體進(jìn)入氣缸28的液體噴嘴。排氣流經(jīng)排氣歧管24,并由催化式排氣凈化器30處理。第 一和第二氧氣排放傳感器32和34(例如大量程的A/F比率傳感器)發(fā)送排 放A/F比率信號(hào)到控制模塊16?？諝饬髁?M AF)傳感器36定位在空 氣進(jìn)口里，而且基于進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12的空氣流量發(fā)送MAF信號(hào)到控 制模塊16。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器38檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)速度信 號(hào)到控制模塊16。節(jié)氣門位置傳感器40檢測(cè)節(jié)氣門26的位置而且發(fā)送 節(jié)氣門位置信號(hào)到控制模塊16。控制模塊16基于氧氣傳感器信號(hào)和節(jié)氣門位置控制供給到 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和空氣。這種形式的燃料控制也被稱為閉環(huán)燃料控制。通 過(guò)指令理想的燃料輸送量來(lái)匹配空氣流量，閉環(huán)燃料控制被用來(lái)維持空 氣/燃料混合物處于或接近理想化學(xué)空氣/燃料比，該比例對(duì)汽油來(lái)說(shuō)該 理想比率是14.7:1。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速操作的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)控制可能指令不 同的空氣流量補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)速度改變。當(dāng)A/F比率比理想A/F比率的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12在貧乏 的狀態(tài)(也就是低燃料)下操作。當(dāng)A/F比率比理想A/F比率低的時(shí)候， 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12在充足的狀態(tài)下操作。燃料控制因素幫助決定是否A/F 比在理想狀態(tài)里，即，高于最小值和低于最大值。示例的燃料控制因素 包括短期積分量(integrator) ( STI)，該積分量基于氧氣傳感器信號(hào) 輸入信號(hào)提供燃料濃度快速顯示。例如，如果信號(hào)指示空氣/燃料比高于
特定參考值，STI提高一檔，如果信號(hào)指示空氣/燃料比低于特定參考 值，STI降低一檔。燃料控制調(diào)節(jié)量(modifier)監(jiān)測(cè)燃料控制因素在長(zhǎng) 期上的變化。示例的燃料控制調(diào)節(jié)量包括長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量(LTM) 。 LTM 監(jiān)控STI并且使用積分量產(chǎn)生它的輸出。燃料系統(tǒng)14包括燃料箱42,所述燃料箱42包含液體燃料和 燃料蒸汽。燃料進(jìn)口 44從燃料箱42延伸，以使箱體裝滿。燃料蓋46 蓋住燃料進(jìn)口 44并且?guī)Х艢饪?沒(méi)有顯示)。模塊貯存器組件(MRA) 48布置在燃料箱42里并且?guī)剂媳?0。 MRA48包括液體燃料管52和 燃料蒸汽管54。燃料泵50通過(guò)液體燃料管52泵送液體燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)18的 燃料噴射系統(tǒng)20。燃料蒸汽系統(tǒng)包括燃料蒸汽管54和過(guò)濾器56。燃料 蒸汽通過(guò)燃料蒸汽管54流入過(guò)濾器56。燃料蒸汽管線58連接放氣閥60 和過(guò)濾器56?？刂颇K16調(diào)節(jié)放氣閥60以選擇性地使燃料蒸汽流到發(fā) 動(dòng)機(jī)18的進(jìn)氣系統(tǒng)?？刂颇K16調(diào)節(jié)過(guò)濾器排氣閥62以選擇性地使 空氣從大氣流到過(guò)濾器56。參考圖l和圖2,由控制模塊執(zhí)行以探測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)里的 液體燃料的步驟將會(huì)更詳細(xì)的描述。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12在閉環(huán)燃料控制 下操作時(shí)，連續(xù)執(zhí)行下述方法。在步驟100,控制器檢測(cè)怠速狀態(tài)來(lái)確 定是否車輛IO在怠速狀態(tài)下操作。在步驟110,控制器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)特征 確定不穩(wěn)定。在步驟120，如果滿足怠速狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)指示不 穩(wěn)定，在步驟130，控制器檢測(cè)LTM低狀態(tài)在。當(dāng)在選定的期間內(nèi)LTM 值維持低狀態(tài)時(shí)，L丁M低狀態(tài)出現(xiàn)。在步驟120，如果怠速狀態(tài)沒(méi)有慢 速或者發(fā)動(dòng)機(jī)操作指示狀態(tài)穩(wěn)定，控制器返回到步驟100處檢測(cè)怠速狀 態(tài)。如果LTM低狀態(tài)在140被滿足，則在步驟150，液體燃料被認(rèn)為存 在于燃料蒸汽當(dāng)中。如果LTM低狀態(tài)沒(méi)有滿足，控制器返回到步驟100 處^r測(cè)怠速狀態(tài)。 —旦控制器在燃料蒸汽系統(tǒng)中檢測(cè)到液體燃料，控制器可在
步驟16o設(shè)定通知編碼,并且在步驟no發(fā)送通知信號(hào)。信號(hào)可以是能夠
通過(guò)連接到車輛的維修工具重新得到的診斷編碼的形式，點(diǎn)亮可被操作 者看到的指示燈的信號(hào)形式，和/或傳播到遠(yuǎn)端服務(wù)技術(shù)人員的診斷編碼 的形式。可選擇地(沒(méi)有顯示)，在設(shè)定通知信號(hào)或者發(fā)送通知信號(hào)之 前，控制器可等待直到在特定的時(shí)間段內(nèi)在連續(xù)的時(shí)間量或者選定的時(shí)
間量上燃料在蒸汽系統(tǒng)中被檢測(cè)到?，F(xiàn)在參考圖3,在圖2中的方框100中提及的檢測(cè)怠速操作狀 態(tài)的方法將會(huì)被更詳細(xì)的討論。控制器評(píng)估是否節(jié)氣門位置信號(hào)比最小 值小。最小值是可以被選擇的。在步驟200如果節(jié)氣門位置小于最小值， 在步驟210控制器評(píng)估車輛速度。在步驟210，如果車速小于最小車速 值，則在步驟220怠速狀態(tài)被認(rèn)可發(fā)生,并且怠速狀態(tài)出現(xiàn)標(biāo)記被設(shè)定為 真。在步驟200如果節(jié)氣門位置大于或者等于最小值，或者在步驟210 車輛速度高于或者等于最大值,在步驟230急速狀態(tài)被認(rèn)為沒(méi)有滿足，怠
速狀態(tài)出現(xiàn)標(biāo)記設(shè)定為々1.現(xiàn)在參考圖4,在圖2中的步驟方框110中提及的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī) 穩(wěn)定性的方法將會(huì)被更詳細(xì)的討論。在步驟300控制器評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)速 度。在步驟300如果在選定的時(shí)間量上發(fā)動(dòng)機(jī)速度偏離期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速 度，則在步驟310控制器計(jì)算STI。如果在選定的時(shí)間量上STI偏離選 定的值(即100%)選定的量，則發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)可是不穩(wěn)定的，并且在步 驟320發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定的標(biāo)記被設(shè)定為真。在步驟300如果發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定并 且在步驟310STI穩(wěn)定，則在步驟330發(fā)動(dòng)才幾不穩(wěn)定標(biāo)記被設(shè)定為書(shū)I?，F(xiàn)在參考圖5,在圖2中的步驟方框UO中提及的^r測(cè)LTM 低狀態(tài)的方法將會(huì)被更詳細(xì)的討論。在步驟390計(jì)算器被初始化為零。 在步驟400如果LTM小于或者等于選定的最小值,則在步驟410計(jì)算器 增值。在步驟420如果計(jì)算器值大于極限值,則在步驟430LTM低狀態(tài)被 設(shè)定為真。在步驟420如果計(jì)算器值小于或者等于極限值，在步驟400 控制器返回評(píng)估LTM。在步驟400如果LTM高于選定性的最小值，則 在步驟440LTM低狀態(tài)標(biāo)記被設(shè)定為々支。本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員從前述描述的本發(fā)明的主要技術(shù) 現(xiàn)在能意識(shí)到，本發(fā)明的大量的技術(shù)可以以各種形式被實(shí)踐。因此，盡 管這些發(fā)明已經(jīng)參考其特定示例被描述，然而本發(fā)明中的真實(shí)范圍不應(yīng) 該被限制，因?yàn)橥ㄟ^(guò)研究圖、說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求，其它修改對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種用于為在閉環(huán)下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料蒸汽的車輛燃料蒸汽系統(tǒng)的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)，包括氧氣傳感器，基于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣里的氧氣水平產(chǎn)生氧氣信號(hào)；發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器，基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生速度信號(hào)；以及控制模塊，接收所述氧氣信號(hào)和所述速度信號(hào)，基于所述氧氣信號(hào)決定燃料控制因素，基于長(zhǎng)期的所述燃料控制因素改變決定長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，而且基于燃料控制因素、速度信號(hào)和長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，探測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)中液體燃料的存在。
2. 如權(quán)利要求1所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述燃料控制 調(diào)節(jié)量在選定的時(shí)段內(nèi)低于最小值時(shí)，所述控制模塊探測(cè)液體燃料存 在。
3. 如權(quán)利要求1所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述速度信號(hào)和所述燃料控制因素指示發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定的時(shí)候，所述控制模塊檢測(cè)在所 述燃料蒸汽系統(tǒng)中液體燃料的存在。
4. 如權(quán)利要求1所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，當(dāng)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)怠 速條件的時(shí)候，所述控制模塊檢測(cè)在所述燃料蒸汽系統(tǒng)中液體燃料的存 在。
5. 如權(quán)利要求4所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，如果節(jié)氣門位置 小于最小節(jié)氣門位置值并且車輛速度小于最小車輛速度值，則所述發(fā)動(dòng) 才幾怠速一犬態(tài)^皮滿足。
6. 如權(quán)利要求5所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，所述最小節(jié)氣門 位置值和所述最小車輛速度值是可選擇的。
7. 如權(quán)利要求1所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)，其中，當(dāng)在選定的時(shí)間 量上探測(cè)出液體燃料的存在時(shí)，所述控制模塊設(shè)定液體燃料通知編碼。
8. 如權(quán)利要求1所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，當(dāng)在選定的時(shí)間 量上探測(cè)出液體燃料的存在時(shí)，所述控制模塊發(fā)送一個(gè)車外的通訊信
9. 如權(quán)利要求8所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，所述控制模塊發(fā) 送車外的通訊信號(hào)到連接到車輛的維修工具。
10. 如權(quán)利要求8所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng),其中，所述控制模塊發(fā) 送的車外通訊信號(hào)點(diǎn)亮可被所述車輛操作者看到的指示燈。
11. 如權(quán)利要求8所述的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)，其中，所述控制模塊 發(fā)送通訊信號(hào)到遠(yuǎn)端技術(shù)服務(wù)人員。
12. —種檢測(cè)在閉環(huán)中操作的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料蒸汽系統(tǒng)中液體燃料存 在的方法> 包括接收發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)； 接收氧氣傳感器信號(hào)； 從所述氧氣傳感器信號(hào)確定氧氣水平； 從所述氧氣水平確定短期積分量； 從所述短期積分量確定長(zhǎng)期調(diào)節(jié)量；基于所述短期積分量和所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定性； 當(dāng)所述長(zhǎng)期調(diào)節(jié)量在可選定的時(shí)間量上低于最小值的時(shí)候，基于所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的不穩(wěn)定，在所述的燃料蒸汽系統(tǒng)中檢測(cè)液體燃料的存在。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括設(shè)定通知編碼和發(fā)送包 括所述通知編碼的通知信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法,其中， 一旦在選定的時(shí)間量上所述 液體燃料的存在被探測(cè)出，將會(huì)執(zhí)行所述設(shè)定通知編碼的步驟和發(fā)送通 知信號(hào)的步驟。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括基于通知編碼，點(diǎn)亮操 作者可見(jiàn)的指示燈。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括確定是否怠速條件被滿 足，和其中一旦怠速條件被滿足，所述;f全測(cè)步驟被執(zhí)行。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述確定怠速條件是否被滿 足的步驟包括評(píng)估節(jié)氣門位置和車輛速度。
全文摘要
為在閉環(huán)下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料蒸汽的車輛燃料蒸汽系統(tǒng)的液體燃料檢測(cè)系統(tǒng)包括氧氣傳感器，該傳感器基于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣里的氧氣水平產(chǎn)生氧氣信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生速度信號(hào)。而且控制模塊接收氧氣信號(hào)和速度信號(hào)，基于氧氣信號(hào)決定燃料控制因素，基于長(zhǎng)期的燃料控制因素改變決定長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，而且基于燃料控制因素、速度信號(hào)和長(zhǎng)期的調(diào)節(jié)量，探測(cè)在燃料蒸汽系統(tǒng)中存在的液體燃料。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101182814SQ20071018703
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者K·D·麥克萊因, W·王 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司