專利名稱：帶汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供能發(fā)電機(jī)的電池供能車中的蒸發(fā)排放控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油箱汽油蒸氣的控制，該油箱汽油蒸汽在由電池供電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)并具有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生用于增加行程的補(bǔ)充電力的機(jī)動(dòng)車輛的運(yùn)行過(guò)程中生成。該蒸發(fā)排放控制過(guò)程也能夠定期檢測(cè)油箱泄漏和評(píng)估車載燃油當(dāng)前的里德(Reid)蒸氣壓。

背景技術(shù)：
人們對(duì)于生產(chǎn)由通過(guò)可再充電電池(例如鋰離子電池)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的客車一直很有興趣。使用由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)按需求驅(qū)動(dòng)的車載發(fā)電機(jī)可以增加電池供能車的行駛距離。對(duì)于相對(duì)較短的行程，電池的容量足夠則汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將不會(huì)被啟動(dòng)。在這樣的行程結(jié)束后，電池可以通過(guò)110伏交流電源再充電。這樣的車輛有時(shí)被稱作插入式混合動(dòng)力車。
由于很多本地內(nèi)的行程都可以在電池的電功率容量范圍內(nèi)完成，因此可以預(yù)見(jiàn)可能經(jīng)過(guò)很多天都不必啟動(dòng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是在進(jìn)行較長(zhǎng)的行程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將是很有必要的。作為示例，只使用電池(在插入再充電之前)的預(yù)期行程最多也就是大約40英里。但是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)可以被用于將車輛的行程提高到幾百英里。
盡管只是間歇性的使用，但是插入式混合動(dòng)力汽油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然也需要存儲(chǔ)車載燃油存儲(chǔ)。存儲(chǔ)在車輛油箱內(nèi)的汽油被暴露在外界環(huán)境中加熱，這會(huì)增加揮發(fā)性烴類燃油的蒸氣壓力。常規(guī)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的油箱蒸氣(通常包括較低分子量的烴類)被送入包含大表面積碳粒的罐中以暫時(shí)吸附油箱的排放物。然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間環(huán)境空氣被吸入通過(guò)碳粒床以從碳粒表面清除吸附的燃油并將清除的燃油送入車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。如上所述，這樣的插入式混合動(dòng)力車主要依靠電池工作，并在夜間將電池插入家用交流電插座進(jìn)行充電。插入式混合動(dòng)力車的內(nèi)燃機(jī)可能很多天都不會(huì)運(yùn)行，這會(huì)導(dǎo)致無(wú)法清除(清理)蒸發(fā)排放控制罐。但是，常規(guī)的油箱每天都會(huì)產(chǎn)生晝間蒸氣量。雖然希望使用常用的罐，但是常用罐的工作模式必須加以改變以容納可能從油箱中釋放出的燃油蒸氣。本發(fā)明在一種適用于插入式混合動(dòng)力型車輛的操作方法中使用常用的燃油蒸發(fā)排放控制罐。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于插入式混合動(dòng)力型車輛的燃油存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)的操作方法。該車輛具有用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的燃油存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)，所述汽油發(fā)動(dòng)機(jī)按需求運(yùn)行用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給車輛電池系統(tǒng)充電和給驅(qū)動(dòng)車輪的一臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)提供補(bǔ)充電力。為了滿足聯(lián)邦和州的蒸發(fā)排放標(biāo)準(zhǔn)，有必要設(shè)計(jì)和實(shí)施一種在任意時(shí)刻都只會(huì)從車輛中釋放出少量燃油或者根本不釋放燃油的燃油存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)。
根據(jù)使用環(huán)境，提供了一種用于按需求驅(qū)動(dòng)插入式混合動(dòng)力車發(fā)電機(jī)的汽油燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的油箱。該油箱具有用于加油的帶封蓋的加油管，用于將燃油輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵和燃油管路。該油箱具有用于檢測(cè)燃油量、燃油溫度和油箱壓力的傳感器。且油箱還具有從油箱延伸到車載補(bǔ)給燃油蒸汽回收(ORVR)罐的蒸氣入口的燃油蒸氣排氣管路。ORVR罐具有用于在發(fā)動(dòng)機(jī)定期按需求運(yùn)行期間清除該罐所吸附的燃油蒸氣的空氣進(jìn)氣管路。ORVR罐還具有用于引導(dǎo)空氣攜載的燃油蒸氣將其從該罐送至汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的輸出管路。通過(guò)合適的閥，可以是電磁致動(dòng)閥，來(lái)控制每條空氣進(jìn)氣清除管路和罐輸出清除管路內(nèi)的流量。計(jì)算機(jī)控制模塊(該模塊也可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛的其他功能)接收燃油量和油箱壓力輸入信號(hào)以控制這些控制閥的動(dòng)作?？諝膺M(jìn)氣清除管路可以在空氣進(jìn)氣管路的控制閥周圍設(shè)置壓力/真空安全管路和閥。
在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，兩條控制管路內(nèi)的電磁閥(或者其他合適的閥)除了在油箱加油期間和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間以外都是關(guān)閉的。因此，除了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的罐清除和隨后的油箱排放以及車輛加油期間的罐加載以外，油箱及其ORVR罐都被密封以切斷燃油蒸氣的釋放途徑。晝間燃油溫度和壓力波動(dòng)，在燃油溫度和油箱壓力上升期間被密封的系統(tǒng)用部分罐加載而容納，而在燃油溫度和壓力降低期間被密封的系統(tǒng)通過(guò)部分罐卸載到油箱中而容納。壓力/真空安全閥及管路適應(yīng)油箱壓力或真空的非正常波動(dòng)。因此，燃油蒸氣可以被容納在該密封的插入式混合動(dòng)力燃油系統(tǒng)內(nèi)以防止罐燃油蒸氣的流失排放。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于檢測(cè)燃油系統(tǒng)泄漏和確定所容納燃油的里德蒸氣壓(RVP)值以控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的定期控制模塊測(cè)試。密封的油箱系統(tǒng)給使用油箱壓力的升高/降低來(lái)檢測(cè)燃油系統(tǒng)泄漏和確定油箱內(nèi)燃油的RVP值提供了很好的條件。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(EPA)和加利福尼亞空氣資源委員會(huì)(CARB)的規(guī)定要求將油箱泄漏檢測(cè)作為車載診斷(OBD II)的一部分。油箱內(nèi)燃油的RVP值的確定有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)，駕駛性和監(jiān)測(cè)油箱內(nèi)未使用燃油的風(fēng)化情況。車輛計(jì)算機(jī)控制模塊儲(chǔ)存來(lái)自油箱內(nèi)傳感器的輸入溫度和壓力數(shù)據(jù)并使用這些數(shù)據(jù)用于定期檢測(cè)泄漏和RVP值的計(jì)算。
當(dāng)燃油溫度測(cè)量值的增加無(wú)法產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)的油箱壓力的增加時(shí)，即可發(fā)現(xiàn)燃油系統(tǒng)中有燃油蒸氣泄漏。同樣地，可以使用儲(chǔ)存在控制模塊內(nèi)的算法來(lái)計(jì)算RVP值。
本發(fā)明的上述及其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的更詳細(xì)的介紹而得到進(jìn)一步的理解。



圖1是用于插入式混合動(dòng)力車的車輛燃油蒸氣控制系統(tǒng)的部分截面示意圖。該系統(tǒng)包括油箱，燃油蒸氣管路和燃油蒸氣吸附罐，所述燃油蒸氣吸附罐具有清除管路和電磁致動(dòng)閥以及排氣管路和電磁致動(dòng)閥。
圖2是在車輛計(jì)算機(jī)控制模塊內(nèi)執(zhí)行的用于油箱泄漏檢測(cè)和確定當(dāng)前油箱內(nèi)燃油組分RVP值的算法流程圖。

具體實(shí)施例方式 插入式混合動(dòng)力車具有合適的通常可以給至少一臺(tái)電機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)車輛至少兩個(gè)車輪的可再充電電池系統(tǒng)。在車輛駕駛員駕駛車輛時(shí)，使用已編程計(jì)算機(jī)響應(yīng)駕駛員的指令來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行和輸送至車輪的動(dòng)力。盡管在車輛沒(méi)有開(kāi)動(dòng)時(shí)可以給電池系統(tǒng)充電，但是即使是配有充分充電的電池系統(tǒng)的車輛其行程也是有限的。在本混合電動(dòng)車中，設(shè)置車載汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以在電池到達(dá)低電量狀態(tài)時(shí)給發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本發(fā)明和隨后例子的主要內(nèi)容都是關(guān)于插入式混合動(dòng)力車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的油箱和蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)。
燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)已經(jīng)被用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛上長(zhǎng)達(dá)多年。多種內(nèi)燃機(jī)中使用的汽油燃油都很容易揮發(fā)并且通常被調(diào)制為具有適當(dāng)?shù)募竟?jié)揮發(fā)性。燃油通常包括從高揮發(fā)性的丁烷(C-4)到低揮發(fā)性的C-8至C-10烴類范圍的烴類混合物。在白天加熱(也就是晝間加熱)期間，燃油溫度升高。被加熱汽油的蒸氣壓力升高且燃油蒸氣將從油箱的任何開(kāi)口流出。通常，為了防止蒸氣流失進(jìn)入大氣，油箱通過(guò)管路通向一個(gè)包含合適的燃油吸附材料的罐。大面積的活性碳粒被廣泛應(yīng)用于臨時(shí)性地吸附燃油蒸氣。本發(fā)明使這樣的一種燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)也適合在插入式混合動(dòng)力車中使用。
一種用于插入式混合動(dòng)力車的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)10如圖1所示。該附圖是示意性的且各部件并非按比例繪制。
該系統(tǒng)包括多氣缸汽油動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)，示意性地用方塊圖12表示，專門(mén)用于給車載發(fā)電機(jī)(未示出)提供動(dòng)力。使用合適的已編程數(shù)字微處理器或者計(jì)算機(jī)控制模塊來(lái)控制一種現(xiàn)代化的省油、低排放和低蒸發(fā)排放發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。這樣的控制模塊，示意性地用方塊圖14表示，可以被用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和控制蒸發(fā)排放系統(tǒng)的運(yùn)行。也可以被用于控制電池系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行。
在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)時(shí)，由車輛電池(未示出)供電的控制模塊14，開(kāi)始從發(fā)動(dòng)機(jī)和排放控制裝置上的多個(gè)傳感器接收信號(hào)。從發(fā)動(dòng)機(jī)12連至控制模塊14的線路16示意性地表示這些來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)上各種傳感器的信號(hào)流。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，汽油通過(guò)燃油泵(未示出，但是通常位于油箱內(nèi))從油箱18經(jīng)過(guò)燃油管路(未示出)輸送至燃油軌和燃油噴射器，該噴射器將燃油提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸或者送至供給各氣缸組的端口。燃油噴射器的噴射正時(shí)和每個(gè)氣缸噴射事件的燃油噴射量都由控制模塊14進(jìn)行控制。本排放控制清除系統(tǒng)部分隨發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行協(xié)同運(yùn)行以避免輔助含燃油氣流干擾發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。
由于汽油和其他燃油的揮發(fā)性較強(qiáng)，油箱18除了排氣管20之外都是封閉的。油箱18適于由合適厚度的鋼材制成以容納晝間加熱期間所經(jīng)受的油箱壓力。油箱18設(shè)有加油管22，加油管22具有封閉加油端26的油箱蓋24。加油管22的出口端28位于油箱18內(nèi)并通常設(shè)有單向閥30，以防止液體燃油飛濺出加油管22。
汽油32的量用上液面34表示。浮子類型的油位指示計(jì)36通過(guò)線路38向控制模塊14提供油位信號(hào)。油箱壓力傳感器40和溫度傳感器42通過(guò)信號(hào)傳輸線路44和46分別將其各自的數(shù)據(jù)送至控制模塊14。本發(fā)明中使用的傳感器用于診斷目的。有時(shí)兩種功能可以被結(jié)合在單個(gè)傳感器中。
油箱18設(shè)有排氣管20，該排氣管20通過(guò)密封件48從油箱頂部通向燃油蒸氣吸附罐50。在該系統(tǒng)中，罐50是車載補(bǔ)給燃油蒸汽回收(ORVR)罐，因?yàn)槿缦挛膶⒁榻B的內(nèi)容所述，其主要被用于在車輛加油期間回收油箱蒸氣。
油箱18內(nèi)的浮閥52防止液體汽油進(jìn)入蒸氣排氣管20。在加油期間，與空氣(通常是包含濕氣的空氣)混合的燃油蒸氣在油箱壓力下經(jīng)過(guò)排氣管20流入罐50的蒸氣入口54。蒸氣進(jìn)入罐蒸氣入口54并擴(kuò)散到顆粒狀的吸附性碳材料56中。
罐50通常由合適的熱塑性聚合物例如尼龍模制而成。在本實(shí)施例中，罐50包括四個(gè)側(cè)壁，界定出矩形截面的內(nèi)部空間(示出了兩個(gè)側(cè)壁58)，具有整體頂部60和從頂部60延伸的垂直內(nèi)部隔斷62以及前側(cè)和后側(cè)。罐50包括包括連接至各側(cè)壁的底部封蓋64。如圖所示，隔斷62向底部封蓋64延伸但尚未到達(dá)底部封蓋64。在罐50的頂部是蒸氣排氣口66，其也在從吸附材料56中清除吸附的燃油蒸氣期間用作空氣氣流的入口。罐50的頂部60上還形成有清除出口68，一股帶有清除燃油蒸氣的清除空氣可通過(guò)清除出口68排出罐外?？梢钥闯鲇捎诟魯?2和封閉底面66，因此罐50的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展了蒸氣從蒸氣入口54到蒸氣排氣口66的流動(dòng)路徑。
連接至排氣口66的是蒸氣排氣/空氣進(jìn)氣管路70和電磁致動(dòng)密封閥72。根據(jù)本發(fā)明，在車輛只通過(guò)電池動(dòng)力運(yùn)行時(shí)和車輛未運(yùn)行時(shí)(停車時(shí))，密封閥72關(guān)閉。在發(fā)動(dòng)機(jī)12處于適合接收從罐50清除出的燃油蒸氣的條件下運(yùn)行時(shí)，密封閥72被電磁致動(dòng)打開(kāi)。在通過(guò)向油箱18中添加汽油而給車輛加油時(shí)，密封閥72也被打開(kāi)。在其關(guān)閉位置，密封閥72的限位部分76被偏置關(guān)閉以封蓋蒸氣排氣/空氣進(jìn)氣管路70中的排氣口78。在電池供能螺線管74的作用下，移動(dòng)限位器76以打開(kāi)排氣口78。螺線管74根據(jù)通過(guò)信號(hào)線80傳輸?shù)目刂颇K14的指令致動(dòng)。如上所述，排氣閥72通常只在車輛加油和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的合適模式期間打開(kāi)。但是，排氣口78附近的具有壓力/真空安全閥96的旁通管路94可以被用于保護(hù)油箱18在排氣口被限位器76關(guān)閉時(shí)免受意外高壓或真空的影響。油箱保護(hù)安全閥96在例如油箱18內(nèi)的壓力超過(guò)3.5psi或-2.0psi(真空度)時(shí)打開(kāi)。
罐清除出口68借助于清除管路82通過(guò)電磁致動(dòng)清除閥84連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12。清除閥84包括電池供能螺線管86和用于關(guān)閉清除開(kāi)口90的限位器88。清除閥84在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)關(guān)閉且只在發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行時(shí)由控制模塊14通過(guò)信號(hào)線92傳輸?shù)闹噶畲蜷_(kāi)、并能夠容納通過(guò)罐50抽出的混有燃油的輔助氣流。
如上所述，在合適的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)運(yùn)行期間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在其進(jìn)氣口內(nèi)容納清除的燃油蒸氣時(shí)，排氣閥72和清除閥84都被打開(kāi)。空氣進(jìn)入蒸氣排氣/空氣進(jìn)氣管路70、并在隔斷62的右側(cè)和左側(cè)都流過(guò)碳粒容積然后從罐清除出口68流出。氣流將從碳粒56表面清除的烴類蒸氣帶走并通過(guò)清除管路82送至發(fā)動(dòng)機(jī)12。根據(jù)環(huán)境條件，燃油蒸氣也可以從油箱18流過(guò)排氣管20和罐50的排氣入口54。由于蒸氣入口54和清除出口68有一定間隔，蒸氣可以進(jìn)入罐內(nèi)但是仍將會(huì)被反向氣流清除出去。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，絕大部分在油箱18加油時(shí)臨時(shí)儲(chǔ)存在罐50內(nèi)的燃油蒸氣都被清除以在下一個(gè)油箱加油周期時(shí)提供對(duì)所產(chǎn)生的蒸氣的吸附能力。
在給插入式混合動(dòng)力車加油時(shí)，密封閥72被打開(kāi)以允許燃油蒸氣從油箱18經(jīng)過(guò)排氣管20流至罐50。
因此，罐的蒸氣排氣/空氣進(jìn)氣管路70和清除管路82在車輛換氣的多個(gè)周期內(nèi)被關(guān)閉。在這樣的周期中，油箱18、排氣管20、罐50等內(nèi)部的壓力可能在晝間加熱期間明顯升高，但是不會(huì)從油箱中釋放出晝間蒸氣。且即使罐內(nèi)已經(jīng)容納了大量的燃油蒸氣，閥72，84的關(guān)閉也能夠防止燃油蒸氣從罐中流失。應(yīng)該注意，油箱18可以通過(guò)在蒸氣管20上安裝電磁致動(dòng)關(guān)閉閥而不是使用閥72來(lái)進(jìn)行密封以防止晝間蒸氣的產(chǎn)生。但是，這樣的系統(tǒng)無(wú)法防止燃油蒸氣從罐50中的排放流失。
在車輛運(yùn)行的合適周期中，控制模塊14可以運(yùn)行車輛中多個(gè)系統(tǒng)的診斷測(cè)試。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制模塊14被編程為測(cè)試油箱18的泄漏情況和確定油箱18內(nèi)燃油的RVP值。
插入式車輛的油箱壓力可以使用電子壓力傳感器(圖1中的40)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。油箱溫度可以使用熱敏電阻42進(jìn)行監(jiān)測(cè)或者可以通過(guò)車輛的環(huán)境溫度傳感器進(jìn)行估計(jì)。算出已知溫度從T1變化至T2的油箱壓力變化ΔP后，燃油RVP值可以按下面介紹的內(nèi)容進(jìn)行推算。
汽油油箱壓力公式 通過(guò)上述的分析，可以發(fā)現(xiàn)汽油蒸氣壓力與溫度之間根據(jù)下述可以用在控制模塊14中的公式而相關(guān)。
其中Pg是溫度T(°K)下的汽油蒸氣壓力(psi)；A和B分別是常數(shù)25.61，2789.78；而RVP是里德蒸氣壓(psi)。
求解公式(1)得到P 簡(jiǎn)化公式(2)可得 公式(3)可以被用于估計(jì)溫度從T1升高至T2時(shí)的汽油蒸氣壓力增加值ΔPg 測(cè)得的密封油箱內(nèi)的壓力增加值ΔP既與汽油蒸氣壓力增加值ΔPg相關(guān)也與頂部氣體的熱膨脹ΔPt相關(guān) ΔP＝ΔPg+ΔPt(5) 通過(guò)使用針對(duì)定容條件的理想氣體定律可以得到關(guān)于ΔPt的公式 其中Pa1和Pa2分別是對(duì)應(yīng)于溫度T1和T2的頂部氣體分壓。公式(6)可以寫(xiě)作 如果初始油箱壓力等于大氣壓Patm，初始?xì)怏w分壓Pa1等于Patm-Pg1；那么，公式(7)就可以寫(xiě)作 其中Pg1如下所示利用公式(3)估算，如果無(wú)法獲得實(shí)際的大氣壓值，那么大氣壓可以假定為14.7psi。
OBD II泄漏檢測(cè)和油箱內(nèi)燃油RVP值估計(jì) 插入式混合動(dòng)力的密封油箱提供了一個(gè)使用油箱壓力的升高/降低來(lái)檢測(cè)油箱泄漏和油箱內(nèi)燃油RVP值的條件。圖2示出了車輛控制模塊14是如何被編程用于通過(guò)測(cè)量油箱溫度和壓力/真空度(例如傳感器42，40)來(lái)檢測(cè)油箱泄漏和估計(jì)油箱內(nèi)燃油RVP值的流程圖。如上所述，CARB和EPA的規(guī)定要求將油箱泄漏檢測(cè)作為車載診斷(OBD II)的一部分，而油箱內(nèi)燃油RVP值(里德蒸氣壓)的檢測(cè)有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)、駕駛性和監(jiān)測(cè)油箱內(nèi)未使用燃油的風(fēng)化情況。
算出已知溫度從T1變化至T2時(shí)的油箱壓力變化ΔP后，燃油RVP值可以利用下面的公式進(jìn)行推算。
公式(4)可以被重寫(xiě)為 公式(5)可以被重寫(xiě)為 ΔPg＝ΔP-ΔPt(5a) 其中ΔP為測(cè)量值而ΔPt則需使用公式(8)估算，但是，Pg1仍然未知。必須使用迭代過(guò)程，在第一步迭代中，我們必須假定Pg＝0并重寫(xiě)公式(8) 在第二步迭代中，使用由第一步迭代過(guò)程得到的RVP估算值來(lái)估算Pg1并隨后得到更為準(zhǔn)確的RVP值。RVP估算的迭代過(guò)程可以如下面給出的例子所示。
例汽油油箱溫度從74.2°F(296.6°K)升高到92.0°F(306.5°K)，由此導(dǎo)致2.52psig的油箱壓力變化。
第1步迭代 根據(jù)公式(8a)，ΔPt＝(14.7*306.5/296.6)-14.7＝0.49psig 根據(jù)公式(5a)，ΔPg＝2.52-0.49＝2.03psig 根據(jù)公式(10)，RVP＝8.12psi 第2步迭代 根據(jù)公式(9)，Pg1＝5.07psi 根據(jù)公式(8)，ΔPt＝(14.7-5.07)*(306.5/296.6)-(14.7-5.07)＝0.32psig 根據(jù)公式(5a)，ΔPg＝2.52-0.32＝2.20psig 根據(jù)公式(10)，RVP＝8.80psi 第3步迭代 根據(jù)公式(9)，Pg1＝5.50psi 根據(jù)公式(8)，ΔPt＝(14.7-5.50)*(306.5/296.6)-(14.7-5.50)＝0.31psig 根據(jù)公式(5a)，ΔPg＝2.52-0.31＝2.21psig 根據(jù)公式(10)，RVP＝8.84psi 從第2步迭代到第3步迭代，RVP估計(jì)值的變化已經(jīng)很小(0.04psi)，因此，已不再需要進(jìn)一步進(jìn)行迭代。RVP估計(jì)值是8.84psi，與測(cè)量值9psi相比非常接近。注意到RVP的測(cè)量值存在±0.2psi的誤差。因此，本發(fā)明中提出的公式可以被用于根據(jù)已知的溫度升高所得的油箱壓力增加值來(lái)預(yù)測(cè)插入式混合動(dòng)力油箱的RVP值。
圖2示出了表示車輛計(jì)算機(jī)如何檢測(cè)油箱泄漏(車載診斷)同時(shí)也預(yù)測(cè)油箱燃油RVP值的流程圖。該泄漏檢測(cè)系統(tǒng)不再需要其他的硬件。
圖2中，在步驟100處，經(jīng)過(guò)適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)模塊14在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)讀取油箱溫度T2和壓力P2。在步驟102中，T2和P2的值被與之前存儲(chǔ)的溫度和壓力值T1和P1相比較。值T1和P1是在前一次車輛停車時(shí)保存在控制模塊內(nèi)的合適數(shù)值。
從當(dāng)前讀取的數(shù)值中減去存儲(chǔ)的數(shù)值，T2-T1和P2-P1。步驟104是判斷步驟，其中確定T2-T1的值是否大于零。如果判斷步驟104的答案為“否”，那么就不符合進(jìn)行泄漏檢測(cè)和確定RVP值的條件，(在步驟106中)停止該過(guò)程，直到下一次車輛啟動(dòng)時(shí)為止。
如果判斷步驟104的答案為“是”，那么控制模塊確定P2-P1的值是否大于零(圖2中的判斷步驟108)。如果答案為“否”，那么就(在步驟110中)確定在油箱，或其排氣管，或者罐清除管路中存在泄漏。如果判斷步驟108的答案為“是”，則在該過(guò)程中未檢測(cè)到泄漏，然后該過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行步驟112，在該步驟中估算當(dāng)前車輛燃油的RVP值。使用圖2(及上述內(nèi)容)中給出的公式和常數(shù)A與B的值來(lái)估算RVP值。在步驟112之后，在車輛停車時(shí)儲(chǔ)存當(dāng)前油箱溫度(T1)和壓力(P1)的最新值，隨之結(jié)束該過(guò)程。
如果所確定的RVP表明其值由于燃油風(fēng)化而過(guò)低，那么車輛控制模塊可以提醒駕駛員更換燃油或者在可能發(fā)生進(jìn)一步的風(fēng)化并導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題(冷啟動(dòng)性能和駕駛性變差)之前強(qiáng)制執(zhí)行使用燃油。如果預(yù)測(cè)的RVP值過(guò)高(冬天的燃油保留至夏天)，那么車輛計(jì)算機(jī)可以提醒駕駛員油箱壓力過(guò)高和/或者通過(guò)打開(kāi)油箱壓力安全閥將不受控制的蒸氣排放到大氣中。
本發(fā)明提供了一種插入式混合動(dòng)力車中的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，所述插入式混合動(dòng)力車由通過(guò)電池提供動(dòng)力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并具有按需求運(yùn)行用于給車輛補(bǔ)充電力的補(bǔ)充汽油動(dòng)力發(fā)電機(jī)。該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)和在沒(méi)有給車輛加油時(shí)被密封以最小化由于晝間加熱而在油箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣并避免燃油蒸氣從罐系統(tǒng)中流失。
盡管已經(jīng)介紹了本發(fā)明的實(shí)施例，但是這些說(shuō)明內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
權(quán)利要求
1、一種插入式混合動(dòng)力車中的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，所述插入式混合動(dòng)力車由電池供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并具有按需求運(yùn)行用于給車輛補(bǔ)充電力由補(bǔ)充汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供能的發(fā)電機(jī)，其中所述車輛包括汽油油箱、從油箱到燃油蒸氣吸附罐的燃油蒸氣排氣通道、來(lái)自所述罐用于給罐通風(fēng)和用于將清除空氣引入所述罐以從所述罐清除燃油蒸氣的第一空氣和燃油蒸氣流動(dòng)通道，和來(lái)自所述罐用于將清除空氣和已清除的燃油蒸氣從所述罐送至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的第二空氣和燃油蒸氣流動(dòng)通道，所述方法包括
在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間打開(kāi)所述第一與第二空氣和燃油蒸氣通道；
在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行并且向油箱中加入汽油時(shí)，打開(kāi)所述第一空氣和燃油蒸氣通道，但不打開(kāi)所述第二空氣和燃油蒸氣通道；和
在車輛沒(méi)有運(yùn)行時(shí)和在車輛運(yùn)行但汽油發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉所述第一與第二空氣和燃油蒸氣通道，以防止晝間蒸氣的產(chǎn)生和防止燃油蒸氣從罐中流失。
2、如權(quán)利要求1所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述第一與第二空氣和燃油蒸氣通道的打開(kāi)和關(guān)閉由計(jì)算機(jī)控制模塊的信號(hào)進(jìn)行控制。
3、如權(quán)利要求1所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述第一與第二空氣和燃油蒸氣通道的打開(kāi)和關(guān)閉由每條通道內(nèi)的電磁閥執(zhí)行。
4、如權(quán)利要求1所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述第一與第二空氣和燃油蒸氣通道內(nèi)空氣和蒸氣的流動(dòng)由每條通道內(nèi)的電磁閥控制，且各電磁閥由計(jì)算機(jī)控制模塊的信號(hào)操作。
5、如權(quán)利要求1所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述車輛包括用于操作所述蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制模塊，且所述控制模塊在車輛運(yùn)行期間的預(yù)定時(shí)刻獲取油箱內(nèi)燃油的溫度和壓力數(shù)據(jù)。
6、如權(quán)利要求5所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述控制模塊比較在第一時(shí)刻和隨后的第二時(shí)刻獲取的燃油溫度和油箱壓力，以確定所述油箱或罐是否存在燃油蒸氣泄漏。
7、如權(quán)利要求6所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述第一時(shí)刻是在車輛停車的時(shí)刻，而所述第二時(shí)刻是車輛下一次啟動(dòng)的時(shí)刻。
8、如權(quán)利要求5所述的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的操作方法，其中所述控制模塊比較在第一時(shí)刻和隨后的第二時(shí)刻獲取的燃油溫度和燃油壓力，以確定隨后油箱內(nèi)燃油的里德蒸汽壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供能發(fā)電機(jī)的電池供能車中的蒸發(fā)排放控制。一種由電池系統(tǒng)供電的一臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、并通過(guò)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供能的發(fā)電機(jī)提供補(bǔ)充電力的插入式混合動(dòng)力車。一種通過(guò)燃油蒸氣排氣通道連接的罐用于接收和臨時(shí)地吸附加油期間來(lái)自車輛油箱的燃油蒸氣。該罐還具有用于給罐通風(fēng)和用于引入環(huán)境空氣(沿逆流方向)，以在油箱加油期間移除罐中儲(chǔ)存的蒸氣的第一燃油蒸氣和空氣流動(dòng)通道。該罐具有用于將空氣和清除的蒸氣從該罐送至運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的第二通道。第一和第二通道只在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間打開(kāi)，以清除儲(chǔ)存的燃油蒸氣。第一流動(dòng)通道選擇性地在給油箱加油時(shí)打開(kāi)。該密封的燃油系統(tǒng)消除了晝間油箱蒸氣的產(chǎn)生和罐的流失排放。
文檔編號(hào)F02M25/08GK101344054SQ20081021472
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者S·R·雷迪, T·E·麥卡錫 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司