СПОСОБ ДЛЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ (ВАРИАНТЫ) И ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD FOR FUEL SYSTEM (VERSIONS) AND VEHICLE FUEL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к управлению давлением в топливных баках в транспортных средствах, таких как транспортные средства с гибридным приводом.
Уровень техники
Сокращенные периоды времени работы двигателя в транспортных средствах с гибридным приводом, обеспечивают экономию и регулируемые выбросы топлива. Однако более короткие периоды времени работы двигателя в комбинации с низким разрежением во впускном коллекторе могут приводить к недостаточной продувке паров топлива из бачка для паров, присоединенного между впускным коллектором и топливным баком. Кроме того, во время условий, таких как относительно теплые температуры окружающего воздуха, когда выработка паров топлива в топливном баке повышена, недостаточная продувка бачка для паров может приводить к увеличению выбросов углеводородов в атмосферу.
Раскрытие изобретения
Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеприведенную проблему и изобрели подход, чтобы по меньшей мере частично принять меры в ответ на нее.
В одном аспекте предложен способ для топливной системы, включающий, в ответ на условия работы, конденсирование паров топлива в охладителе паров, расположенном в топливном баке, и направление конденсированных паров топлива в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль.
Условия работы предпочтительно включают в себя давление в топливном баке, большее, чем пороговое давление.
Охладитель паров предпочтительно находится в сообщении по текучей среде с кондиционером воздуха системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Условия работы предпочтительно включают в себя кондиционер воздуха в действии.
Конденсированные пары топлива предпочтительно направляются в топливный насос через питающий насос или топливную магистраль, а из топливного насоса или топливной магистрали, конденсированное топливо направляется в направляющую-распределитель для топлива или топливную форсунку, при этом направление конденсированных паров топлива в топливный насос или топливную магистраль обходит топливный бак.
Способ предпочтительно дополнительно включает подачу конденсированных паров топлива и топлива в двигатель для сжигания через топливный насос или топливную магистраль.
Условия работы предпочтительно включают в себя температуру окружающей среды, большую, чем пороговая температура.
Способ предпочтительно дополнительно включает направление конденсированных паров топлива в топливный насос или топливную магистраль, когда уровень конденсированных паров топлива является большим, чем пороговый уровень.
Направление конденсированных паров топлива в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль предпочтительно заключается в том, что накапливают конденсированные пары топлива в жидкой фазе в топливном насосе или находящейся под давлением топливной магистрали.
Способ предпочтительно дополнительно включает обход охладителя паров, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура.
Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование вентилятора радиатора в ответ на температуру и/или давление в топливном баке.
В другом аспекте способ для топливной системы включает, в ответ на давление в топливном баке, большее чем пороговое давление, направление охлаждающей текучей среды из кондиционера воздуха или другого вспомогательного устройства охлаждения в охладитель паров в топливном баке и конденсирование паров топлива в охладителе паров, инициирование приведения в действие питающего насоса в ответ на уровень конденсата в охладителе паров и направление конденсата в топливный насос или топливную магистраль через питающий насос, и подачу конденсата в двигатель через топливный насос или топливную магистраль.
Способ предпочтительно дополнительно включает обход охладителя паров, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура, даже когда давление в топливном баке является большим, чем пороговое давление.
Вспомогательное устройство охлаждения предпочтительно включает в себя удаленную или автономную систему регулирования температуры.
Кондиционер воздуха предпочтительно является частью системы охлаждения, которая дополнительно включает в себя радиатор с вентилятором радиатора, при этом способ дополнительно включает регулирование скорости работы вентилятора радиатора в ответ на температуру топливного бака, большую, чем пороговая температура.
Направление конденсата в топливный насос или топливную магистраль через питающий насос предпочтительно заключается в том, что обходят топливный бак.
В еще одном аспекте топливная система транспортного средства содержит топливный бак с топливным насосом, охладитель паров, расположенный внутри топливного бака и находящийся в сообщении по текучей среде с кондиционером воздуха системы охлаждения или другого вспомогательного устройства охлаждения, датчик давления, присоединенный в топливном баке и выполненный с возможностью оценки давления в топливном баке, и систему управления с машинно-читаемыми командами для направления охлаждающей текучей среды из кондиционера воздуха в охладитель паров в ответ на давление в топливном баке, большее, чем пороговое давление, для конденсации паров топлива в охладителе паров, и направления конденсата из охладителя топлива в топливный насос.
Топливная система предпочтительно дополнительно содержит датчик температуры, выполненный с возможностью оценки температуры топливного бака, и команды для направления охлаждающей текучей среды в охладитель паров, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура во время прогрева двигателя.
Топливная система предпочтительно дополнительно содержит команды для направления охлаждающей текучей среды прочь из охладителя паров, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура.
Топливная система предпочтительно дополнительно содержит команды для направления конденсата из топливного насоса в направляющую-распределитель для топлива для подачи в двигатель для сжигания.
Посредством конденсации паров топлива внутри топливного бака, может применяться герметичный топливный бак, и продувка паров топлива в бачок для паров может быть по меньшей мере частично уменьшена. Кроме того, управление давлением в топливном баке может успешно выполняться, даже когда транспортное средство с гибридным приводом является действующим при отключенном двигателе. Более конкретно, посредством использования электронных систем кондиционирования воздуха, давление в топливном баке может управляться посредством конденсации паров в HEV в течение периодов времени выключенного двигателя или до того, как запланировано запустить двигатель. Конденсат или приведенные в жидкое состояние пары, которые накапливаются в течение времени выключения двигателя, затем могут вводиться в топливный насос или топливную магистраль, как только запущен двигатель. Кроме того, так как конденсированные пары топлива направляются непосредственно в топливный насос, а не в топливный бак, формирование паров топлива в баке может снижаться, и топливо может подаваться непосредственно в двигатель без рециркуляции через бак и соответствующие компоненты.
В дополнительном варианте осуществления, охладитель паров может быть в сообщении по текучей среде с системой охлаждения транспортного средства, отличной от системы охлаждения двигателя, например, через кондиционер воздуха. По существу, элементы управления системы охлаждения могут регулироваться на основании параметров топливного бака. Например, скорость работы вентилятора радиатора может регулироваться на основании температуры топливного бака. Если температура топливного бака относительно высока, и перенос тепла в охлаждающую текучую среду из охладителя паров относительно велик, скорость работы вентилятора радиатора может повышаться.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид примерного варианта осуществления системы транспортного средства, которая включает в себя систему охлаждения.
Фиг. 2 представляет собой примерный вариант осуществления топливной системы.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для управления давлением в топливном баке.
Фиг. 4 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для управления потоком охлаждающей текучей среды в охладитель паров на основании температуры двигателя.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для управления вентилятором радиатора на основании температуры топливного бака.
Подробное описание изобретения
Последующее описание относится к различным вариантам осуществления способов и систем для управления давлением в топливном баке. В одном из примеров, способ для топливной системы содержит, в ответ на условия работы, конденсирование паров топлива в охладителе паров, расположенном в топливном баке, и направление конденсированных паров топлива в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль между топливным насосом и форсунками. Например, охладитель паров может быть присоединен по текучей среде к системе охлаждения для того, чтобы теплообмен мог происходить между парами топлива в топливном баке и охлаждающей текучей средой, циркулирующей через охладитель паров. Таким образом, пары топлива в топливном баке могут конденсироваться для того, чтобы давление в топливном баке снижалось в условиях, когда давление в топливном баке является высоким, таких как при относительно высоких температурах окружающей среды. Кроме того, в еще одном варианте осуществления, работа системы охлаждения может регулироваться на основании топливного бака. Различные примеры будут описаны в материалах настоящей заявки более подробно.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерного варианта осуществления системы 100 транспортного средства с гибридным приводом, которая может извлекать тяговую мощность из двигателя 10 и/или бортового устройства накопления энергии (не показано), такого как система аккумуляторных батарей. Устройство преобразования энергии, такое как генератор (не показан), может задействоваться для поглощения энергии из движения транспортного средства и/или работы двигателя, а затем преобразования поглощенной энергии в форму энергии, пригодную для накопления устройством накопления энергии.
Как схематично проиллюстрировано на фиг. 1, система 100 транспортного средства включает в себя систему 101 отопления, вентиляции и охлаждения (HVAC) (в материалах настоящей заявки также указываемую ссылкой как система охлаждения) в моторном транспортном средстве 102. Транспортное средство 102 имеет ведущие колеса 106, пассажирское отделение 104 и подкапотное отделение 103. Подкапотное отделение 103 может вмещать различные подкапотные компоненты под капотом (не показаны) моторного транспортного средства 102. Например, подкапотное отделение 103 может вмещать двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания имеет камеру сгорания, которая может принимать всасываемый воздух через впускной канала 44 и может выпускать газообразные продукты сгорания через выпускной канал 48. В одном из примеров, впускной канал 44 может быть сконфигурирован в качестве напорного воздухозаборника, в котором динамическое давление, создаваемое движущимся транспортным средством 102, может использоваться для увеличения статического давления воздуха внутри впускного коллектора двигателя. По существу, это может предоставлять возможность большего массового расхода воздуха через двигатель, тем самым, увеличивая мощность двигателя. Двигатель 10, как проиллюстрировано и описано в материалах настоящей заявки, может быть включен в транспортное средство, такое как дорожный автомобиль, в числе других типов транспортных средств. Несмотря на то, что примерные применения двигателя 10 будут описаны со ссылкой на транспортное средство, должно быть принято во внимание, что могут использоваться различные типы двигателей и силовых установок транспортного средства, включая легковые автомобили, грузовики и т.д.
Система 101 HVAC включает в себя кондиционер 90 воздуха и радиатор 92. В дополнение, система 101 HVAC может включать в себя различные насосы, клапаны и теплообменники для циркуляции надлежащей охлаждающей текучей среды, такой как вода, охлаждающая жидкость или другая пригодная текучая среда, через двигатель 10 внутреннего сгорания для поглощения потерянного тепла. Потерянное тепло может использоваться для отопления пассажирского отделения 104 (например, когда требуется отопление салона). Дополнительно или по выбору, потерянное тепло может рассеиваться из транспортного средства в окружающий воздух, например, посредством приведения в действие радиатора 92.
Один или более нагнетательных вентиляторов (не показаны) и вентиляторов охлаждения могут быть включены в систему 101 охлаждения для обеспечения поддержки потока воздуха и увеличения потока охлаждающего воздуха через подкапотное отделение. Например, вентилятор охлаждения, присоединенный к радиатору 92, может приводиться в действие, когда транспортное средство является движущимся, а двигатель работающим, чтобы обеспечивать поддержку потока охлаждающего воздуха через радиатор 92. Вентилятор охлаждения также может втягивать поток охлаждающего воздуха в подкапотное отделение 103 через проем в передней части транспортного средства 102, например, через решетку 112. Такой поток охлаждающего воздуха затем может использоваться радиатором 92 и другими подкапотными компонентами (например, компонентами топливной системы, аккумуляторными батареями, и т.д.), чтобы поддерживать двигатель и/или трансмиссию не горячими. Кроме того, в некоторых примерах, поток воздуха может использоваться для отведения тепла от кондиционера 90 воздуха. Кроме того, дополнительно или в качестве альтернативы, поток воздуха может использоваться для улучшения рабочих характеристик двигателя с турбонаддувом/наддувом, который оборудован промежуточными охладителями, которые снижают температуру воздуха, который входит во впускной коллектор/двигатель
Кроме того, система 101 HVAC может включать в себя одно или более вспомогательных устройств охлаждения (не показанных), в том числе удаленную или автономную систему регулирования температуры. Когда включено в состав, вспомогательное устройство (или автономная система либо удаленная система регулирования температуры) может быть расположено в задней части транспортного средства и может содержать в себе, в качестве примера, насос или компрессор охлаждения, конденсор, вентилятор охлаждения и магистрали, присоединенные к охладителю паров внутри топливного бака топливной системы транспортного средства. Вспомогательная или удаленная система охлаждения могут совместно использоваться для охлаждения другого оборудования, такого как охлаждение аккумуляторной батареи транспортных средств с гибридным приводом, или использоваться исключительно для охлаждения только охладителя паров топливного бака.
Система 100 транспортного средства дополнительно включает в себя топливную систему 200, которая питает двигатель 10 топливом для сгорания. Как будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 2, топливная система 200 включает в себя топливный бак с охладителем паров, расположенным в нем. Охладитель паров находится в сообщении по текучей среде с системой HVAC, например, через кондиционер 90 воздуха. В такой конфигурации, система HVAC может регулироваться на основании компонентов топливной системы, таких как топливный бак. Например, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура, скорость работы вентилятора охлаждения может быть увеличена для компенсации повышенной температуры охлаждающей текучей среды вследствие переноса тепла из охладителя паров.
Как дополнительно конкретизировано на фиг. 2, во время выбранных условий, кондиционер воздуха и/или вспомогательные устройства охлаждения системы HVAC могут быть выполнены с возможностью отведения тепла или энергия из конденсационного охладителя паров в топливном баке. Таким образом, система кондиционирования воздуха или вспомогательная система охлаждения может использоваться для охлаждения охладителя паров.
Примерный вариант осуществления, изображенный на фиг. 1, дополнительно включает в себя систему 14 управления. Система 14 управления может быть с возможностью взаимодействия присоединена к различным компонентам двигателя 10, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящей заявки. Например, как показано на фиг. 1, система 14 управления включает в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, дежурную память и шину данных. Как изображено, контроллер 12 принимает входные данные с множества датчиков 16, которые могут включать в себя пользовательские устройства ввода и/или датчики (такие как положение передаточного механизма трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал торможения, положение рычага управления трансмиссией, скорость транспортного средства, число оборотов двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, температура окружающей среды, температура всасываемого воздуха), датчики системы охлаждения (такие как температура охлаждающей жидкости, скорость работы вентилятора, температура в пассажирском отделении, влажность окружающей среды и т.д.), и другие. Кроме того, контроллер 12 поддерживает связь с различными исполнительными механизмами 18, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (такие как топливные форсунки, электрически управляемую воздушную дроссельную заслонку, свечи зажигания и т.д.), исполнительные механизмы системы охлаждения, и другие. В некоторых примерах, запоминающий носитель может быть запрограммирован машинно-читаемыми данными, представляющими команды, приводимые в исполнение процессором для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвидятся, но не перечислены прямо.
Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления топливной системы 200. Топливная система 200 питает двигатель 10 топливом из топливного бака 202. Топливный бак 202 может содержать в себе множество топливных смесей, в том числе топливо с диапазоном концентраций спиртов, таким как различные различные бензин-этаноловые смеси, включающие в себя E10, E85, бензин и их комбинации. В других примерах, топливный бак 202 может удерживать топливо, такое как дизельное топливо.
Пары топлива могут сосредотачиваться в паровоздушном пространстве 204 топливного бака 202, что может приводить к повышению давления в топливном баке 202 и/или утечке паров топлива в атмосферу.
По существу, топливная система включает в себя систему восстановления паров топлива, которая может включать в себя одно или более устройств восстановления паров топлива, таких как один или более бачков, заполненных надлежащим адсорбирующим веществом, таких как бачок 206, для временного улавливания паров топлива (в том числе испаренных углеводородов), сформированных во время операций дозаправки топливного бака, а также суточных паров. В одном из примеров, используемым адсорбирующим веществом является активированный уголь. Когда условия продувки удовлетворены, к примеру, когда бачок насыщен, пары, накопленные в системе восстановления паров топлива, могут продуваться на впуск 44 двигателя, где они смешиваются с всасываемым воздухом, отфильтрованным воздушным фильтром 218. В примерном варианте осуществления по фиг. 2, поток паров топлива, выпускаемый из бачка 206, может регулироваться клапаном 208 продувки бачка, расположенным в линии 216 продувки. Количество или скорость паров, выпускаемых клапаном продувки бачка, могут определяться дежурным циклом ассоциативно связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, рабочий цикл соленоида клапана продувки бачка может определяться модулем управления силовой передачей (PCM) транспортного средства, таким как контроллер 12, реагирующим на условия работы двигателя, в том числе, например, условия числа оборотов - скорости двигателя, топливо-воздушное соотношение, загрузка бачка и т.д. Посредством выдачи команды, чтобы клапан продувки бачка закрывался, контроллер может герметизировать систему восстановления паров топлива от впуска двигателя.
Система восстановления паров топлива дополнительно включает в себя изолирующий клапан 212. Во время нормальной работы двигателя, изолирующий клапан 212 может удерживаться закрытым для ограничения количества суточных паров, направляемых в бачок 206 из топливного бака 202 через канал 210. Во время операций дозаправки и выбранных условий продувки, изолирующий клапан 212 может временно открываться, например, на некоторую длительность, чтобы направлять пары топлива из топливного бака в бачок 206. Несмотря на то, что пример, изображенный на фиг. 2, показывает изолирующий клапан 212, расположенный вдоль канала 210, в альтернативных вариантах осуществления, изолирующий клапан может быть установлен на топливном баке 20.
Система восстановления паров топлива дополнительно может включать в себя вентиляционный канал 214, который может направлять газы из системы восстановления паров топлива в атмосферу при накапливании или улавливании паров топлива из топливного бака 20. Вентиляционный канал 214 также может предоставлять свежему воздуху возможность втягиваться в систему восстановления паров топлива при продувке накопленных паров топлива на впуск 44 двигателя через линию 216 продувки и клапан 208 продувки. Обратный клапан бачка (не показан) может быть по выбору включен в линию 216 продувки для предохранения (наддувочного) давления во впускном коллекторе от осуществления потока газов в линию продувки в обратном направлении. Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 214, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации.
Один или более датчиков 220 могут быть присоединены к топливному баку 202 для оценки различных параметров топливного бака. Например, датчик 220 может быть датчиком давления, который выполнен с возможностью измерения давления в топливном баке и сообщения давления или уровня разрежения в топливном баке в контроллер 12. В качестве еще одного примера, датчик 220 может быть датчиком температуры, который выполнен с возможностью измерения температуры топливного бака и сообщения температуры топливного бака в контроллер.
Как показано на фиг. 2, топливная система 200 дополнительно включает в себя охладитель 222 паров, расположенный в паровоздушном пространстве 204 топливного бака 202. Охладитель 222 паров может быть устройством, пригодным для охлаждающего воздуха, который проходит через него и, в силу этого, конденсирует пары топлива, присутствующие в воздухе. Например, относительно холодная охлаждающая текучая среда может проходить через испаритель охладителя 222 паров для того, чтобы теплообмен происходил в пределах охладителя паров. Охлаждающая текучая среда может быть водой, хладагентом или другой пригодной охлаждающей текучей средой, отличной от охлаждающей жидкости двигателя. В одном из примеров, как изображено на фиг. 2, хладагент может втекать в охладитель 222 паров из кондиционера 224 воздуха, который является частью системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) (такой как система 101 HVAC по фиг. 1), как описано выше. В альтернативном варианте осуществления, охладитель паров может находиться в (дополнительном) сообщении по текучей среде с другим вспомогательным устройством охлаждения, таким как удаленная или автономная система охлаждения. Кроме того, клапан 226 включен в состав вдоль магистрали 228 охлаждающей текучей среды для того, чтобы поток охлаждающей текучей среды из кондиционера 224 воздуха в охладитель 222 паров мог регулироваться контроллером 12.
В таком варианте осуществления, перенос тепла из охладителя паров в охлаждающую текучую среду может оказывать воздействие на элементы управления системы охлаждения. Например, охлаждающая текучая среда может направляться, чтобы протекать через охладитель паров во время холодного запуска двигателя, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура, тем самым, сокращая время для прогрева двигателя. В качестве еще одного примера, вентилятор радиатора может включаться или отключаться, и/или скорость работы вентилятора радиатора может регулироваться на основании температуры топливного бака. Например, если охлаждающая текучая среда втекает в охладитель паров и нагревается вследствие теплообмена с охладителем паров, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура, скорость работы вентилятора радиатора может увеличиваться. Подобным образом, если охлаждающая текучая среда является втекающей в охладитель паров, и температура топливного бака является меньшей, чем пороговая температура, скорость работы вентилятора радиатора может снижаться. Такие примеры будут подробнее описаны ниже со ссылкой на фиг. 4 и 5.
Продолжая по фиг. 2, когда клапан 226 установлен в положение для того, чтобы охлаждающая текучая среда втекала в охладитель 222 паров, воздух и пары топлива в охладителе паров могут охлаждаться до точки, где углеводороды с низкой точкой кипения конденсируются/сжижаются. Охладитель 222 паров наполняется парами топлива из паровоздушного пространства 204 в топливном баке 202 посредством равновесного состояния, тем самым, уравновешивая концентрацию углеводородов в воздухе в охладителе паров равновесным состоянием парциального давления. Кроме того, по мере того, как пары топлива конденсируются вследствие фазового превращения паров в жидкость, снижение давления в охладителе паров втягивает большее количество паров из паровоздушного пространства, замещая некоторое количество воздуха в охладителе паров. Таким образом, давление в паровоздушном пространстве 204 может снижаться вследствие уменьшения массовой концентрации углеводородов (например, паров топлива) в паровоздушном пространстве 204. Конденсированные пары топлива стекают из охладителя паров и накапливаются на дне корпуса охладителя паров.
Датчик 230 уровня жидкости расположен в охладителе 222 паров для того, чтобы выявлялся уровень конденсата в охладителе 222 паров. На основании уровня конденсата, выявленного датчиком 230 уровня жидкости, контроллер 12 может включать жидкостный питающий насос 232. Жидкостный питающий насос 232 может откачивать конденсат из охладителя 222 паров в топливный насос 234. В качестве альтернативы, жидкостный питающий насос 232 может повышать давление конденсата и накачивать его непосредственно в находящуюся под давлением топливную магистраль 227, из которой конденсат может подаваться в направляющую-распределитель для топлива и топливные форсунки. В качестве примера, жидкостный питающий насос 232 может включаться, когда есть пороговый уровень конденсата в охладителе 222 паров. Посредством накачивания конденсата непосредственно в топливный насос 234 или в находящуюся под давлением топливную магистраль 227, топливный бак 202 обходится, и конденсат не возвращается в топливный бак 202. В некоторых вариантах осуществления, конденсированные пары топлива могут закачиваться в топливный насос при первом условии, закачиваться в топливную магистраль при втором условии и закачиваться в топливный бак при третьем условии. Например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом, конденсированные пары топлива могут закачиваться в топливный насос во время первого условия, когда двигатель является действующим, и является работающим топливный насос. Конденсированные пары топлива могут закачиваться в топливную магистраль во время второго условия для накопления конденсированных паров топлива в жидкой фазе в находящейся под давлением топливной магистрали для быстрой подачи на форсунки. Конденсированные пары топлива могут закачиваться в топливный бак во время третьего условия, где двигатель заглушен, и где транспортное средство является работающим от аккумуляторной батареи. Закачивая конденсированные пары топлива непосредственно в топливный насос и обходя топливный бак, можно использовать непосредственно конденсированное топливо, вместо рециркуляции его обратно через топливный бак и соответствующие компоненты, где оно может накапливать дополнительное окружающее тепло (например, конденсированное топливо обходит топливный бак при подаче непосредственно в топливный насос или топливную магистраль). Кроме того, посредством конденсации паров топлива в топливном баке, сниженное количество паров топлива может продуваться в бачок 206 для паров. Таким образом, имеет место пониженная вероятность утечки углеводородов в атмосферу.
Топливный насос 234 повышает давление конденсированных паров топлива и/или топлива, выкачиваемого из топливного бака 202, и направляет конденсат и/или топливо в цилиндры двигателя 10 через находящуюся под давлением топливную магистраль 227. В примере, показанном на фиг. 2, топливный насос 234 направляет конденсат и/или топливо вдоль топливной магистрали 227 в направляющую-распределитель 236 для топлива, которая подает конденсат и/или топливо на одну или более топливных форсунок каждого цилиндра двигателя 10. Другие варианты осуществления могут не включать в себя направляющую-распределитель для топлива, и топливный насос 234 может подавать конденсат и/или топливо непосредственно в топливную магистраль 227 и в каждую из форсунок. Должно быть принято во внимание, что топливная система 200 может быть безвозвратной топливной системой, возвратной топливной системой или различными другими типами топливных систем.
Таким образом, топливная система включает в себя топливный бак с охладителем паров, расположенным в паровоздушном пространстве топливного бака. В одном из примеров, охладитель паров находится в сообщении по текучей среде с кондиционером воздуха и системой охлаждения двигателя. По существу, элементы управления системы охлаждения могут регулироваться на основании температуры и/или давления в топливном баке и того, является ли охлаждающая текучая среда втекающей в охладитель паров. Кроме того, охладитель паров конденсирует пары топлива в паровоздушном пространстве топливного бака для того, чтобы давление в топливном баке могло снижаться. Конденсированные пары топлива накачиваются в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль топливного бака для того, чтобы они направлялись непосредственно в цилиндры двигателя для сжигания вместо добавления в топливо в топливном баке. Не возвращение испаренных легких фракций углеводородов в жидкость топливного бака снижает количество работы, которой необходимо выполняться топливным насосом.
Топливная система по фиг. 2 также дает регулированию давления в баке возможность достигаться на большей длительности работы транспортного средства. Обычно, регулирование давления в топливном баке выполняется посредством импульсной модуляции клапана, расположенного между топливным баком и бачком, чтобы медленно снижать давление в баке. Однако, в таких топливных системах, регулирование давления в баке посредством импульсной модуляции не может задействоваться, если двигатель не является работающим при регулировании топливо-воздушного соотношения с обратной связью и при требуемом потоке продувки бачка. Даже когда величина регулирования давления в баке ограничивается до тех пор, пока концентрация паров в бачке не достаточно низка, и/или не имеется в распоряжении достаточно высокое требование к потоку воздуха продувки. Эти факторы, наряду с временем, требуемым, чтобы обновлялись адаптивные стратегии продувки, может ограничивать количество времени, когда регулирование давления в баке имеется в распоряжении для снижения давления в баке. В сравнении, регулирование давления в баке посредством конденсации может быть в распоряжении чаще. Например, посредством использования электронной системы охлаждения, такой как система кондиционирования воздуха с электронным управлением, давление в баке может регулироваться посредством конденсации паров, когда транспортное средство с гибридным приводом является работающим с двигателем, заглушенным по команде, а также до того, как запланировано запустить двигатель. Конденсат или приведенные в жидкое состояние пары, накопленные в течение времени выключения двигателя, затем могут вводиться в топливный насос или топливную магистраль, как только запущен двигатель. Кроме того, регулирование давления в баке посредством конденсации скорее может использовать элементы управления стехиометрическим топливо-воздушным соотношением с обратной связью, чем адаптивные стратегии медленной продувки. В целом, достигаются большие величины снижения давления в баке, и большее время имеется в распоряжении для регулирования давления в топливном баке.
Фиг. 3-5 показывают блок-схемы последовательности операций способа, иллюстрирующие процедуры управления для системы транспортного средства, которая включает в себя систему охлаждения в сообщении по текучей среде с топливной системой, такой как система 100 транспортного средства, которая включает в себя систему 101 охлаждения и топливную систему 200, описанную выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Например, фиг. 3 показывает процедуру управления для регулирования давления в топливном баке посредством конденсации паров топлива в топливном баке с помощью охладителя паров в сообщении по текучей среде с системой охлаждения. Процедура включает в себя направление охлаждающей текучей среды, чтобы втекала в охладитель паров в условиях, при которых давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение, таких как во время относительно теплых условий окружающей среды. Фиг. 4 и 5 показывают процедуры для регулирования элементов управления системы охлаждения на основании топливного бака. Например, фиг. 4 показывает процедуру для направления или перекрывания потока охлаждающей текучей среды в охладитель паров на основании температуры двигателя и температуры (и/или давления) топливного бака. Кроме того, фиг. 5 показывает процедуру для регулирования работы вентилятора радиатора на основании температуры и/или давления топливного бака. Как будет описано ниже, в некоторых примерах, вентилятор радиатора может включаться, или скорость работы вентилятора радиатора может регулироваться в ответ на температуру и/или давления в топливном баке.
Продолжая по фиг. 3, показана процедура 300 для регулирования давления в топливном баке, такой как топливный бак 202, описанный выше со ссылкой на фиг. 2. Более конкретно, процедура определяет давление в топливном баке и регулирует поток охлаждающей текучей среды из кондиционера воздуха в охладитель паров, расположенный в паровоздушном пространстве топливного бака, в ответ на давление в топливном баке. Таким образом, пары топлива в топливном баке могут конденсироваться и направляться в двигатель для сгорания, тем самым, снижая давление в топливном баке.
На 302 по процедуре 300, определяется, включен ли двигатель. Например, может определяться, что двигатель включен, если двигатель является вращающимся. Если определено, что двигатель не включен, например, если транспортное средство с гибридным приводом является работающим в режиме питания от аккумуляторных батарей, процедура заканчивается.
С другой стороны, если определено, что двигатель включен, или запланировано, что должен начать работать, процедура 300 переходит на 304, где определяется, является ли давление в топливном баке большим, чем пороговое давление. В качестве примера, во время относительно теплых условий окружающей среды, формирование паров топлива в топливном баке может увеличиваться, тем самым, повышая давление в топливном баке. В одном из примеров, давление в топливном баке может определяться на основании выходного сигнала с датчика давления, расположенного в топливном баке. Если определено, что давление в топливном баке является меньшим, чем пороговое давление, снижение давления в топливном баке может не требоваться, и процедура переходит на 316, где продолжается текущая работа.
Взамен, если определено, что давление в топливном баке является большим, чем пороговое давление, процедура продолжается до 306, где определяется, включен ли кондиционер воздуха. В частности, может определяться, включен ли компрессор кондиционера воздуха. В качестве примера, может определяться, что кондиционер воздуха находится в действии, если водитель транспортного средства потребовал, чтобы холодный воздух протекал через вентиляционные каналы в пассажирском отделении транспортного средства. В качестве еще одного примера, может определяться, что кондиционер воздуха включен, если охлаждающая текучая среда является циркулирующей через кондиционер воздуха. Если определено, что кондиционер воздуха отключен, процедура 300 переходит на 318, где кондиционер воздуха включается.
Как только кондиционер воздуха включается, или если определено, что кондиционер воздуха включен, процедура переходит на 308, где охлаждающая текучая среда направляется из кондиционера воздуха в охладитель паров. В некоторых примерах, система может включать в себя клапан, расположенный в канале охлаждающей текучей среды между кондиционером воздуха и охладителем паров. В таком примере, охлаждающая текучая среда может направляться из кондиционера воздуха в охладитель паров посредством регулирования клапана (например, открывания клапана). Посредством направления относительно холодной охлаждающей среды из кондиционера воздуха в охладитель паров, пары топлива внутри топливного бака могут охлаждаться для того, чтобы они конденсировались для формирования конденсата (например, конденсированных паров топлива). Конденсат, который формируется, может накапливаться в корпусе охладителя паров.
Таким образом, на 310 по процедуре 300, определяется, является ли уровень конденсата большим, чем пороговый уровень. Например, датчик уровня текучей среды может быть расположен в корпусе охладителя паров для того, чтобы мог определяться уровень конденсата. Если определено, что уровень конденсата является меньшим, чем пороговый уровень, процедура ожидает до тех пор, пока уровень конденсата не является большим, чем пороговый уровень. Как только определено, что уровень конденсата является большим, чем пороговый уровень, процедура 300 продолжается до 312, и конденсат направляется в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль. В материалах настоящей заявки, направление конденсированных паров топлива в топливный насос или находящуюся под давлением топливную магистраль, включает в себя накопление конденсированных паров топлива в жидкой фазе в топливном насосе и/или находящейся под давлением топливной магистрали. Более конкретно, конденсат подвергается повышению давления и удаляется из охладителя паров. Затем, конденсированные пары топлива накапливаются в жидкой фазе в магистрали жидкого топлива или топливном насосе, или между топливным насосом и форсунками двигателя (то есть на находящейся под давлением стороне или стороне двигателя топливного насоса). Например, питающий насос может выкачивать конденсат из корпуса охладителя паров и направлять конденсат вдоль конденсатного канала в топливный насос и/или топливные магистрали. Посредством направления конденсата, например, в топливный насос или магистрали, топливный бак обходится, и конденсат не сливается в топливный бак.
Как только направлен в топливный насос, конденсат подается в двигатель для сжигания на 314 по процедуре 300. Например, конденсат может направляться в направляющую магистраль для топлива для впрыска в один или более цилиндров двигателя через одну или более топливных форсунок. В качестве еще одного примера, топливный насос может подавать конденсат непосредственно в одну или более топливных форсунок двигателя. В некоторых примерах, конденсат может смешиваться с топливом из топливного бака перед впрыском в цилиндры двигателя. В других примерах, конденсат может подаваться в цилиндры двигателя без смешивания с дополнительным топливом из топливного бака.
Таким образом, пары топлива в топливном баке могут конденсироваться для того, чтобы снижалось давление в топливном баке. Посредством конденсации паров топлива посредством охладителя паров внутри топливного бака, продувке паров топлива в бачок для паров может не требуется выполняться, тем самым, снижая вероятность переполнения бачка для паров и/или выпускания углеводородов в атмосферу.
Фиг. 4 показывает процедуру 400 для управления потоком охлаждающей текучей среды в охладитель паров, расположенный в топливном баке, такой как охладитель 222 паров, расположенный в топливном баке 202, описанном выше со ссылкой на фиг. 2, на основании температуры двигателя и/или давления. Более конкретно, процедура направляет охлаждающую текучую среду в охладитель паров во время прогрева двигателя для того, чтобы прогрев двигателя мог сокращаться. Кроме того, поток охлаждающей текучей среды в охладитель паров отсекается во время условий, когда температура двигателя относительно высока.
На 402 по процедуре 400, определяется, прогревается ли двигатель. В качестве примера, может определяться, что двигатель является прогревающимся, если температура двигателя является меньшей, чем пороговая температура, и/или температура охлаждающей жидкости двигателя является меньшей, чем пороговая температура.
Если определено, что двигатель является прогревающимся, процедура 400 переходит на 404, где определяется, является ли температура топливного бака большей, чем температура охлаждающей жидкости двигателя (например, ECT). Температура топливного бака, например, может определяться на основании датчика температуры, расположенного в топливном баке. В некоторых примерах, температура топливного бака может быть основана на температуре топлива, хранимого в топливном баке, или температуре паровоздушного пространства над топливом. Температура охлаждающей жидкости двигателя может быть температурой охлаждающей текучей среды, такой как охлаждающая жидкость, в то время как она покидает двигатель после того, как осуществила циркуляцию через двигатель. Если определено, что температура охлаждающей жидкости двигателя является большей, чем температура топливного бака, процедура переходит на 410, и продолжается текущая работа.
С другой стороны, если определено, что температура топливного бака является большей, чем температура охлаждающей жидкости двигателя, процедура 400 продолжается до 406, и охлаждающая текучая среда направляется в охладитель паров. В некоторых примерах, как описано выше, охлаждающая текучая среда направляется в охладитель паров из кондиционера воздуха системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В других примерах, охлаждающая текучая среда может направляться в охладитель паров из другого компонента системы охлаждения. Посредством направления охлаждающей текучей среды с температурой, более низкой, чем у топливного бака, в охладитель паров, теплообмен, выполняемый в охладителе паров, может повышать температуру охлаждающей текучей среды, например для того, чтобы могло сокращаться время прогрева двигателя.
Если определено, что двигатель не является прогревающимся (например, двигатель уже прогрет) на 402, процедура 400 переходит на 408, и определяется, является ли температура двигателя большей, чем пороговая температура. Пороговая температура, например, может быть температурой, которой достигает двигатель до того, как двигатель перегревается. В качестве примера, температура двигателя может быть большей, чем пороговая температура, во время режима работы с буксировкой, когда транспортное средство буксирует нагрузку, и требуется повышенный отвод тепла двигателя. Если температура двигателя является меньшей, чем пороговая температура, текущая работа продолжается на 410.
С другой стороны, если определено, что температура двигателя является большей, чем пороговая температура, процедура продолжается до 412, где охладитель паров обходится, даже если давление в топливном баке является большим, чем пороговое давление. Когда охлаждающая текучая среда направляется в охладитель паров в условиях относительно высокого давления в топливном баке, охлаждающая текучая среда может нагреваться, так что пары топлива охлаждаются, тем самым, снижая давление в топливном баке. Однако когда требуется повышенный отвод тепла двигателя, к примеру, во время режима работы с буксировкой, охладитель паров может обходиться для того, чтобы охлаждающая текучая среда не втекала в охладитель паров, и температура охлаждающей текучей среды не повышалась вследствие отвода тепла охладителя паров. Таким образом, например, может быть снижена вероятность перегрева двигателя.
Таким образом, поток охлаждающей текучей среды в охладитель паров может регулироваться на основании температуры топливного бака и температуры двигателя. Например, когда температура двигателя относительно низка, а температура топливного бака относительно высока, охлаждающая текучая среда может направляться в охладитель паров для того, чтобы такая охлаждающая текучая среда могла нагреваться, даже если снижение давления в топливном баке не требуется. Таким образом, прогрев двигателя может происходить за более короткую длительность. Кроме того, в условиях, когда температура двигателя относительно высока, а охлаждающая текучая среда является протекающей через охладитель паров, поток охлаждающей текучей среды в охладитель паров может изолироваться для того, чтобы был получен максимальный отвод тепла двигателя.
Фиг. 5 показывает процедуру 500 для управления вентилятором радиатора, таким как вентилятор 92 радиатора, описанный выше со ссылкой на фиг. 1, на основании температуры топливного бака. Более конкретно, процедура определяет температуру топливного бака и регулирует скорость работы вентилятора радиатора соответствующим образом, когда охлаждающая текучая среда является протекающей через охладитель паров, расположенный в паровоздушном пространстве топливного бака.
На 502 по процедуре 500, определяется температура топливного бака. Температура топливного бака может определяться на основании выходного сигнала с датчика, например, расположенного в топливном баке. В некоторых примерах, температура топливного бака может быть основана на температуре топлива, хранимого в топливном баке, или температуре паровоздушного пространства над топливом.
Как только определена температура топливного бака, процедура 500 переходит на 504, где определяется, является ли охлаждающая текучая среда втекающей в охладитель паров. В качестве примера, может определяться, что охлаждающая текучая среда является втекающей в охладитель паров, если расход или скорость потока охлаждающей текучей среды через охладитель паров являются большими, чем пороговое значение. В качестве еще одного примера, может определяться, что охлаждающая текучая среда является втекающей в охладитель паров, если клапан, расположенный между охладителем паров и кондиционером воздуха, открыт для того, чтобы охлаждающая текучая среда могла втекать в охладитель паров из кондиционера воздуха. Если определено, что охлаждающая текучая среда не является протекающей через охладитель паров, процедура переходит на 512, и текущая работа продолжается.
С другой стороны, если определено, что охлаждающая текучая среда является втекающей в охладитель паров, процедура 500 продолжается до 506, где определяется, является ли температура топливного бака большей, чем пороговая температура. Пороговая температура, например, может быть основана на теплообмене с охладителем топлива. Если температура топливного бака является меньшей, чем пороговая температура, процедура переходит на 512, и продолжается текущая работа.
Взамен, если определено, что температура топливного бака является большей, чем пороговая температура, процедура переходит на 508, где определяется, включен ли вентилятор радиатора. Может определяться, что вентилятор радиатора является работающим, например, если вентилятор радиатора вращается. Если вентилятор радиатора не включен, процедура 500 переходит на 514, и вентилятор радиатора включается. Как только определено, что вентилятор радиатора включен, или как только включается вентилятор радиатора, процедура 500 продолжается до 510, где скорость работы вентилятора радиатора регулируется на основании температуры топливного бака. В качестве примера, когда температура топливного бака является гораздо большей, чем пороговая температура, скорость работы вентилятора радиатора может увеличиваться до более высокой скорости или переключаться на относительно высокую скорость работы для того, чтобы могло происходить большее охлаждение. В противоположность, если температура топливного бака всего лишь слегка выше пороговой температуры, скорость работы вентилятора радиатора может снижаться или переключаться на относительно низкую скорость работы, на которой система охлаждения охлаждается, как требуется.
Таким образом, может регулироваться температура системы охлаждения. Например, когда охлаждающая текучая среда является протекающей через охладитель испарителя, и тепло отводится в охлаждающую текучую среду через испаритель охладителя, вентилятор радиатора может регулироваться, чтобы система охлаждения оставалась в требуемом диапазоне температур.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке.
Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящего изобретения.