用于感测燃料蒸汽压力的系统和方法
【专利说明】用于感测燃料蒸汽压力的系统和方法
【背景技术】
[0001] 燃料成分可W根据基于气候和环保法规的不同地区的燃料混合规格而改变。具体 地，各种添加剂基于燃料销售所在的地区的气候可W被加入到混合燃料中W改变燃料挥发 度。例如，在具有溫暖气候的南方区域销售的燃料可W比在具有寒冷气候的北方区域销售 的燃料具有更低的燃料挥发度，W便气候的差异对应于燃料挥发度的差异，由此实现类似 的排放效果。类似地，在相同地区基于该地区的气候，燃料挥发度可W全年改变。例如，在 燃料累处分配的燃料在较溫暖的月份期间可W具有比在较寒冷的月份期间分配的燃料更 低的燃料挥发度。而且，商业燃料经销商可W提供包括汽油和乙醇的混合物的燃料（例如， E10、E25、E85等）W降低碳排放。更进一步，燃料箱可W被添加特定成分（可能是不同成 分）的燃料，同时燃料箱还包括一些量的燃料。因此，通常的燃料箱可W包括多种不同的混 合燃料。
[0002] 同时，环保法规要求车辆制造商降低车辆排放。因此，基于燃料的燃烧性能，与发 动机运转、泄漏检测等相关的车辆控制例程可W优化发动机效率并且满足环境法规。而且， 发动机控制系统的车载诊断监控器还例如在燃料系统泄漏的监控和检测中应用燃料挥发 度估计。里德蒸汽压力（RV巧被定义为在参考溫度（具体地，华氏100度）下，在液体燃料 上面有大量气体时液体燃料的表压，其通常被用于估计燃料挥发度。RVP是蒸汽压力的封闭 估计，该蒸汽压力是绝对压力。
[0003] 然而，蒸汽压力与溫度的关系是非线性的，并且在较高溫度时，具有稍微不同的 RVP的运两种燃料可W具有明显不同的燃烧性能。因此，即使RVP估计中的小误差都可能导 致降低的发动机效率，并且错误地导致燃料系统泄漏检测测验，例如由此导致增加排放。
[0004] 一种至少部分解决RVP估计的问题的方法是测量在当前运行溫度下燃料的绝对 蒸汽压力。除了由于提高和流动产生的压力变化之外，压力在体积内是一致的。蒸汽压力 被与流体接触的最热表面设定。将溫度传感器放置在燃料系统内的最热点是困难的，运是 因为溫度广泛地变化，并且最热点的位置不确定。而且，在零蒸汽-流体体积比处，燃料系 统可W特意地运转，所W燃料系统总是超过蒸汽压力，由此增加精确测量蒸汽压力的困难。
【发明内容】
[0005] 在此，本发明者已经意识到上述问题，并且已经设计各种方法来解决运些问题。具 体地，用于感测燃料蒸汽压力的系统和方法被提供。在一个示例中，一种用于车辆的方法包 括：在发动机已经关闭至少达最小持续时间之后的所述发动机起动期间，主动地控制燃料 系统内的燃料压力，W使蒸汽-流体体积比大于零，然后记录所述燃料系统内的感测的燃 料压力和溫度。W此方式，在给定溫度处燃料的蒸汽压力在等溫条件期间可W被精确地测 量，由此改善RVP的估计。进而，基于改善的RVP估计，关于燃料喷射、点火正时和排放测试 的控制方法可W被更新，由此增加发动机运转的效率和降低排放。
[0006] 在另一示例中，一种方法包括：响应于发动机冷起动对燃料累加脉冲；W及基于 燃料压力和溫度确定相对溫度特性的燃料蒸汽压力，同时响应于DI累容积效率的下降，所 述燃料累被加脉冲。W此方法，燃料挥发度可W被精确地确定，并且被用于随后的车辆控制 例程，由此提高发动机效率和降低排放。
[0007] 在另一示例中，用于发动机的燃料系统包括：燃料箱、燃料累、溫度传感器、压力传 感器和控制器，燃料箱包括燃料，燃料累设置在所述燃料箱中，并且燃料累被配置为将所述 燃料累送到连接到所述发动机的一个或多个燃料喷射器，溫度传感器连接到将所述燃料累 连接到所述一个或多个燃料喷射器的燃料通道，压力传感器连接到所述燃料通道，控制器 被配置具有储存在非暂时性存储器内的指令，当所述指令被执行时，使得所述控制器：在所 述发动机已经关闭至少达最小持续时间之后，响应于所述发动机启动，主动地控制所述燃 料累；W及记录从所述溫度传感器感测的溫度和从所述压力传感器感测的压力。W此方式， 在燃料系统内最热点的燃料的蒸汽压力和溫度可W被测量，由此提供燃料挥发度的改善的 估计。
[0008] 当单独参照W下说明书或结合附图参照W下说明书时，本发明的上述优点和其它 优点W及特征将是显而易见的。
[0009] 应当理解，提供W上本
【发明内容】
是为了 W简化的形式介绍一系列概念，运些概念 在【具体实施方式】中被进一步描述。运并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征， 要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。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。
【附图说明】
[0010] 图1示出连接到发动机的示例燃料系统的示意性表示。 W11] 图2示出包括在图1的燃料系统内的示例直接喷射燃料累和相关组件的示意图。
[0012] 图3示出说明感测燃料蒸汽压力的方法的一组曲线图。
[0013] 图4示出说明感测燃料蒸汽压力的示例方法的高层次流程图。
[0014] 图5示出说明蒸汽压力测量值和溫度测量值集的示例线性模型的曲线图。
[0015] 图6示出说明图4的控制方法的示例时间轴的一组曲线图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明设及确定燃料系统中的燃料的各种特性。具体地，本发明提供用于在发动 机冷起动之后感测燃料蒸汽压力的方法和系统。图1示出示例直接喷射燃料系统和发动机 的简化示意图，而图2示出图1的直接喷射燃料累和相关组件的详细视图。如图3所示，提 升燃料累可W W脉冲模式被运转W感测蒸汽压力。图4示出说明用于在冷起动期间主动控 制提升燃料累W感测燃料蒸汽压力和溫度的方法的流程图。图5示出根据感测的燃料蒸汽 压力和溫度如何可W确定燃料成分和RVP。最后，图6示出提升燃料累的示例运转的若干曲 线。
[0017] 对于贯穿【具体实施方式】所使用的术语，向直接喷射燃料轨和附连的喷射器提供增 压燃料的较高压力燃料累或直接喷射燃料累可W被简写为DI累或HP累。类似地，从燃料 箱向DI累提供增压燃料的较低压力累（W总体低于DI累的压力的压力压缩燃料）或提升 燃料累可W被简写为LP累。电磁溢出（spill)阀可W被电子激励W允许止回阀运转并且 被去激励W打开（反之亦然），电磁溢出阀也可W被称为燃料体积调节器、磁性电磁阀和数 字进气阀W及其它名字。
[001引图1示出连接到内燃发动机110的直接喷射燃料系统150,该直接喷射燃料系统 150可W被配置为车辆的推进系统的一部分。内燃发动机110可W包括多个燃烧室或汽缸 112。燃料可W经由汽缸内直接喷射器120被直接地提供到汽缸112。如图1中箭头示意性 地示出，发动机110也可W接收进气空气并且排出燃烧的燃料的产物。为了简化，图1中未 示出进气系统和排气系统。发动机110可W包括包括汽油发动机或柴油发动机的适合类型 的发动机。在其他实施例中，燃烧的燃料可W包括其他单独的燃料或不同燃料的组合。
[0019] 燃料可W通过大体上在150指示的直接喷射燃料系统的方式经由喷射器120被提 供到发动机110。在该特定示例中，燃料系统150包括用于储存车载燃料的燃料储罐152、 低压燃料累130 (例如，燃料提升累）、高压燃料累或直接喷射值I)累140、燃料轨158 W及 各种燃料通道154和156。在图1所示出的示例中，燃料通道154从低压累130运载燃料到 DI累140,并且燃料通道156从DI累140运载燃料到燃料轨158。由于燃料通道的位置，通 道154可W被称为低压燃料通道，而通道156可W被称为高压燃料通道。因此，在通道156 中的燃料可W呈现出比在通道154中的燃料更高的压力。在一些示例中，燃料系统150可 W包括多于一个燃料储罐和附加的通道、阀口和用于向直接喷射燃料系统150提供附加功 能的其他装置。
[0020] 在图1的当前示例中，燃料轨158可W向多个直接燃料喷射器120中的每个喷射 器分配燃料。多个燃料喷射器120中的每个均可W被设置在发动机110的对应的汽缸112 内，使得在燃料喷射器120的运转期间，燃料被直接喷射进入每个对应的汽缸112内。可替 换地或附加地，发动机110可W包括燃料喷射器，运些燃料喷射器被设置在每个汽缸的进 气道处或在每个汽缸的进气道附近，使得在燃料喷射器的运转期间，利用增压空气将燃料 喷射到每个汽缸的一个或多个进气道内。运样配置的喷射器可W是进气道燃料喷射系统的 一部分，该喷射器可W被包括在燃料系统150内。在说明性实施例中，发动机110包括仅经 由直接喷射供给燃料的四个汽缸。然而，应当明白，发动机可W包括连同进气道燃料喷射和 直接燃料喷射两者的组合的不同数量的汽缸。
[0021] 低压燃料累130可W由控制器170运转，W经由燃料低压通道154提供燃料到DI 累140。低压燃料累130可W被配置作为可W被称为燃料提升累的累。作为一个示例，低压 燃料累130可W包括电动累马达，由此，通过改变提供到累马达的电功率可W控制累两端 的压力增量和/或通过累的容积流率，由此增加或降低马达转速。例如，当控制器170降低 提供到LP累130的电功率时，累两端的容积流率和/或压力增量可W被降低。可替换地， 累两端的容积流率和/或压力增量可W通过增加提供到累130的电功率而被增加。作为一 个示例，供应到低压累马达的电功率可W从车载交流发电机或其他储能装置（未示出）获 得，由此，由控制器170提供的控制系统可W控制被用于为低压累130提供动力的电力负 载。因此，通过改变提供到低压燃料累130的电压和/或电流（如在182处所指示），提供 到DI累140并且最终提供到燃料轨158的燃料的流率和压力可W由控制器170调节。
[0022] 低压燃料累130可W被流体地连接到止回阀104,止回阀104可W利于燃料输送并 且保持燃料管路压力。过滤器106可W经由低压通道154被流体地连接到出口止回阀104。 过滤器106可W移除少量的可能包括在燃料中并且可能潜在地损坏燃料处理组件的杂质。 利用过滤器106上游的止回阀104,低压通道154的柔度可W被增加，运是因为过滤器在体 积上物理较大。此外，泄压阀155包括球形弹黃机构，该球形弹黃机构可W在指定压力差下 就座（seat)和密封W缓解燃料，从而限制154处的燃料压力。小孔止回阀157可与小孔 (orifice) 159串联布置，W允许空气和/或燃料蒸汽流出提升累130。