СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ
SYSTEMS AND METHODS FOR VENTILATION

Область техники
Раскрытый в данном документе объект изобретения касается вентилирования топливных систем, в частности для применения с топливными системами, используемыми в транспортных средствах, в частности в дорожных транспортных средствах.
Предпосылки изобретения
Как показано на фиг. 1, традиционные топливные системы для транспортного средства, такого как, например, дорожное транспортное средство, обычно содержат, среди прочего, топливный бак FT, емкость СС для улавливания паров и один или несколько клапанов, таких как, например, гравитационные клапаны (RV) V1, клапаны V2 с функцией удержания давления (HPF), вентиляционные клапаны V3 ограничения уровня заполнения (FLW) и т.д.
Например, клапаны V2 с HPF традиционно применяются в связи с заполнением/повторным заполнением топливного бака FT. Когда топливо в топливном баке FT достигает уровня точки высоты прекращения подачи (SOH) клапана V3 FLW, клапан V3 FLW закрывается, и давление в баке FT повышается до давления, определенного HPF в клапанах VI ROV; топливо поднимается в наливной трубе и заставляет наливной патрубок закрываться. Как правило, при отсутствии клапанов V2 HPF наливной патрубок продолжает подавать топливо выше SOH, и может произойти переполнение бака FT.
Емкость СС для улавливания паров, которая находится в сообщении по текучей среде с топливным баком FT посредством основного трубопровода МС, вмещает активированный уголь, который ловит пары углеводородов, выпущенные в топливной системе и, в частности, из топливного бака. Такие выпуски происходят, когда транспортное средство находится в движении, во время повторной заправки топливного бака, а также тогда, когда транспортное средство припарковано.
Например, значительные количества паров топлива могут выходить из топливного бака и попадать в атмосферу во время дозаправки автотранспортных средств, но вместо этого клапаны топливного бака во время дозаправки направляют пары топлива в емкость СС для улавливания паров и тем самым предотвращают попадание паров в атмосферу.
Во время нормальной работы транспортного средства уровень топлива в баке снижается по мере потребления топлива двигателем транспортного средства (как правило, двигателем внутреннего сгорания), и вентиляционные клапаны бака снова открываются, так что пары топлива направляются в емкость СС для улавливания паров. Чрезмерное колебание жидкости или высокое давление в топливном баке порой может привести к «перебросу жидкости», при котором жидкое топливо проходит клапаны и попадает в емкость для улавливания паров вместе с парами топлива. Жидкое топливо в емкости для улавливания паров может загрязнить емкость, снижая эффективность ее работы.
Когда транспортное средство припарковано, пары топлива накапливаются в баке и в конечном счете направляются в емкость СС для улавливания паров.
При нормальной работе двигателя емкость СС для улавливания паров периодически очищается от захваченных паров топлива путем направления потока в обратном направлении через такую емкость с актированным углем. Это, как правило, осуществляется путем открывания клапана и обеспечения сообщения по текучей среде между воздухозаборником двигателя и емкостью СС для улавливания паров. Удаляемые пары топлива текут в двигатель и сгорают в двигателе вместе с топливом во время нормальной работы двигателя.
Краткое описание изобретения
Согласно первому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения предложена система вентилирования для топливной системы, при этом топливная система содержит топливный бак, связанный с емкостью для улавливания паров посредством основного трубопровода, при этом система вентилирования содержит:
вентиляционный регулировочный клапан с электроприводом, выполненный с возможностью установки в основном трубопроводе для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и емкостью для улавливания паров;
множество датчиков для предоставления данных, указывающих на условия касательно бака;
блок управления, связанный с датчиками и с вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом, при этом блок управления выполнен с возможностью управления вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом для открывания или закрывания указанного сообщения по текучей среде, исходя из первых предварительно определенных критериев, при этом указанные первые предварительно определенные критерии включают минимизацию риска переброса жидкости (LCO) из топливного бака в емкость для улавливания паров.
Например, система вентилирования дополнительно содержит клапан прямого вентилирования для непосредственного направления паров топлива из бака в двигатель.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанный основной трубопровод содержит первую часть основного трубопровода, обеспечивающую сообщение по текучей среде между баком и вентиляционным регулировочным клапаном, и вторую часть основного трубопровода, обеспечивающую сообщение по текучей среде между емкостью для улавливания паров и вентиляционным регулировочным клапаном. Например, топливная система содержит множество механически активируемых клапанов, обеспечивающих выборочное сообщение по текучей среде между указанной первой частью основного трубопровода и баком, и при этом выборочное сообщение по текучей среде между баком и второй частью основного трубопровода посредством указанного множества механически активируемых клапанов обеспечено исключительно посредством указанного вентиляционного регулировочного клапана.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, блок управления выполнен с возможностью определения, превышает ли уровень топлива в баке, определенный посредством по меньшей мере одного указанного датчика, исходный уровень топлива, при этом указанный исходный уровень топлива соответствует максимальному безопасному уровню переброса жидкости в отношении топлива в баке. Например, блок управления выполнен с возможностью удерживания вентиляционного регулировочного клапана открытым, если уровень топлива не превышает исходного уровня. Например, блок управления также выполнен с возможностью определения ускорения/замедления бака. Например, блок управления также выполнен с возможностью удерживания вентиляционного регулировочного клапана открытым, если:
- ускорение/замедление бака не превышает соответствующего исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления бака не превышает темпа исходного ускорения.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, блок управления также выполнен с возможностью закрывания открытого вентиляционного регулировочного клапана, если:
- блок управления определяет, что ускорение/замедление бака превышает соответствующее исходное ускорение, или если блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления превышает темп исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что давление в баке меньше максимального давления, соответствующего пределу избыточного давления для бака, который не должен быть превышен.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, система вентилирования содержит трубопровод, непосредственно соединяющий топливный бак с двигателем, при этом:
клапан прямого вентилирования имеет электропривод и выполнен с возможностью установки в трубопровод для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и двигателем; и
блок управления связан с датчиками и с клапаном прямого вентилирования, при этом блок управления выполнен с возможностью управления клапаном прямого вентилирования для открывания или закрывания указанного сообщения по текучей среде, исходя из вторых предварительно определенных критериев, связанных с указанными данными.
Например, такой трубопровод отличается от основного трубопровода.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные вторые предварительно определенные критерии включают по меньшей мере условия давления в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия давления включают то, что первое давление в зазоре больше, чем второе давление в части указанного трубопровода между клапаном прямого вентилирования и двигателем. Например, указанное первое давление больше, чем указанное второе давление, на по меньшей мере 3 кПа.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные вторые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия температуры в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия температуры включают температуру, которая превышает 30°С.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные вторые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия касательно количества паров топлива в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия касательно количества паров топлива сопоставлены с предварительно определенным уровнем топлива в баке. Например, указанный предварительно определенный уровень топлива в баке соответствует объему топлива в баке, который не превышает 80% объема топлива, когда бак рассматривается как полный.
Согласно первому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложена топливная система, содержащая систему вентилирования, емкость для улавливания паров и топливный бак, как определенные в данном документе в отношении первого аспекта раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Согласно первому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложен узел в сборе из двигателя и топливной системы, при этом топливная система является такой, как определено в данном документе в отношении первого аспекта раскрытого в данном документе объекта изобретения, при этом основной трубопровод связан с топливным баком и с емкостью для улавливания паров.
Согласно первому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложено транспортное средство, содержащее узел в сборе, как определено в данном документе в отношении первого аспекта раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Согласно первому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложен способ вентилирования топливной системы, при этом топливная система содержит по меньшей мере топливный бак и емкость для улавливания паров, при этом топливный бак связан с емкостью для улавливания паров посредством основного трубопровода, и дополнительно содержит вентиляционный регулировочный клапан с электроприводом, установленный в указанном основном трубопроводе для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и емкостью для улавливания паров, при этом способ включает выборочное управление вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом для предотвращения вентилирования бака в емкость для улавливания паров при предварительно определенных условиях, включающих по меньшей мере первое указанное условие, указывающее на возможный переброс жидкости из бака в емкость для улавливания паров.
Например, способ при необходимости дополнительно включает этап непосредственного направления паров топлива из бака в двигатель.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает определение, превышает ли уровень топлива в баке исходный уровень топлива, при этом указанный исходный уровень топлива соответствует максимальному безопасному уровню переброса жидкости в отношении топлива в баке. Например, вентиляционный регулировочный клапан удерживают открытым, если уровень топлива не превышает исходного уровня.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ дополнительно включает определение ускорения/замедления бака. Например, способ дополнительно включает удерживание вентиляционного регулировочного клапана открытым, если:
- ускорение/замедление бака не превышает соответствующего исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления бака не превышает темпа исходного ускорения.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает закрывание открытого вентиляционного регулировочного клапана, если:
- ускорение/замедление бака превышает соответствующее исходное ускорение; или если темп изменения указанного ускорения/замедления превышает темп исходного ускорения; и
- давление в баке меньше максимального давления, соответствующего пределу избыточного давления для бака, который не должен быть превышен.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает выборочное управление вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом с обеспечением возможности вентилирования бака в емкость для улавливания паров в ответ на превышение давлением в баке первого предварительно определенного порога.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, топливный бак связан с двигателем посредством трубопровода, отличающегося от указанного основного трубопровода, и при этом в трубопроводе установлен клапан прямого вентилирования с электроприводом для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания прямого сообщения по текучей среде между топливным баком и двигателем, при этом способ дополнительно включает
- предоставление данных, указывающих на условия касательно бака;
- выборочное управление клапаном прямого вентилирования с обеспечением вентилирования бака непосредственно в двигатель, исходя из предварительно определенных критериев, связанных с указанными данными.
Например, указанные условия включают условия отношения топлива к воздуху в зазоре в баке, и при этом указанные предварительно определенные критерии включают указанные условия давления, считающиеся необходимыми для вентилирования бака непосредственно в двигатель. Например, указанные условия давления включают то, что первое давление в зазоре больше, чем второе давление в части указанного трубопровода между клапаном прямого вентилирования и двигателем. Например, указанное первое давление больше, чем указанное второе давление, на по меньшей мере 3 кПа.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные предварительно определенные критерии дополнительно включают условия температуры в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия температуры включают температуру, которая превышает 30°С.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные предварительно определенные критерии дополнительно включают условия касательно количества паров топлива в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия касательно количества паров топлива сопоставлены с предварительно определенным уровнем топлива в баке. Например, указанный предварительно определенный уровень топлива в баке соответствует объему топлива в баке, который не превышает 80% объема топлива, когда бак рассматривается как полный.
Согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения предложена система вентилирования для топливной системы двигателя, при этом топливная система содержит топливный бак, соединяемый непосредственно с двигателем через трубопровод, при этом система вентилирования содержит:
клапан прямого вентилирования с электроприводом, выполненный с возможностью установки в трубопровод для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и двигателем;
множество датчиков для предоставления данных, указывающих на условия касательно бака;
блок управления, связанный с датчиками и с клапаном прямого вентилирования, при этом блок управления выполнен с возможностью управления клапаном прямого вентилирования для открывания или закрывания указанного сообщения по текучей среде, исходя из первых предварительно определенных критериев, связанных с указанными данными.
Например, указанные первые предварительно определенные критерии включают по меньшей мере условия давления в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия давления включают то, что первое давление в зазоре больше, чем второе давление в части указанного трубопровода между клапаном прямого вентилирования и двигателем. Например, указанное первое давление больше, чем указанное второе давление, на по меньшей мере 3 кПа.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные первые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия температуры в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия температуры включают температуру, которая превышает 30°С.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные первые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия касательно количества паров топлива в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия касательно количества паров топлива сопоставлены с предварительно определенным уровнем топлива в баке. Например, указанный предварительно определенный уровень топлива в баке соответствует объему топлива в баке, который не превышает 80% объема топлива, когда бак рассматривается как полный.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, система вентилирования дополнительно содержит основной трубопровод для сообщения бака с емкостью для улавливания паров; и вентиляционный регулировочный клапан с электроприводом, выполненный с возможностью установки в основном трубопроводе для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и емкостью для улавливания паров. Например, блок управления связан с датчиками и с вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом, при этом блок управления также выполнен с возможностью управления вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом для открывания или закрывания указанного сообщения по текучей среде, исходя из вторых предварительно определенных критериев, при этом указанные вторые предварительно определенные критерии включают минимизацию риска переброса жидкости (LCO) из топливного бака в емкость для улавливания паров.
Например, блок управления выполнен с возможностью обеспечения закрытого вентиляционного регулировочного клапана с электроприводом одновременно с открытым клапаном прямого вентилирования.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, блок управления выполнен с возможностью определения, превышает ли уровень топлива в баке, определенный посредством по меньшей мере одного указанного датчика, исходный уровень топлива, при этом указанный исходный уровень топлива соответствует максимальному безопасному уровню переброса жидкости в отношении топлива в баке. Например, блок управления выполнен с возможностью удерживания вентиляционного регулировочного клапана открытым, если уровень топлива не превышает исходного уровня. Например, блок управления также выполнен с возможностью определения ускорения/замедления бака. Например, блок управления также выполнен с возможностью удерживания вентиляционного регулировочного клапана открытым, если:
- ускорение/замедление бака не превышает соответствующего исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления бака не превышает темпа исходного ускорения.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, блок управления также выполнен с возможностью закрывания открытого вентиляционного регулировочного клапана, если:
- блок управления определяет, что ускорение/замедление бака превышает соответствующее исходное ускорение, или если блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления превышает темп исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что давление в баке меньше максимального давления, соответствующего пределу избыточного давления для бака, который не должен быть превышен.
Согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложена топливная система, содержащая систему вентилирования и бак, как определено в данном документе согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложен узел в сборе из двигателя и топливной системы, при этом топливная система является такой, как определено в данном документе согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения, при этом трубопровод связан с топливным баком и с двигателем.
Например, трубопровод соединяет топливный бак с воздухозаборником двигателя.
Согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложено транспортное средство, содержащее узел в сборе, как определено согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Согласно второму аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения также предложен способ вентилирования топливной системы двигателя, при этом топливная система содержит по меньшей мере топливный бак и связана с двигателем посредством трубопровода, и дополнительно содержит клапан прямого вентилирования с электроприводом, установленный в трубопроводе для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания прямого сообщения по текучей среде между топливным баком и двигателем, при этом способ включает
- предоставление данных, указывающих на условия касательно бака;
- выборочное управление клапаном прямого вентилирования с обеспечением вентилирования бака непосредственно в двигатель, исходя из первых предварительно определенных критериев, связанных с указанными данными.
Например, указанные условия включают условия отношения топлива к воздуху в зазоре в баке, и при этом указанные первые предварительно определенные критерии включают указанные условия давления, считающиеся необходимыми для вентилирования бака непосредственно в двигатель. Например, указанные условия давления включают то, что первое давление в зазоре больше, чем второе давление в части указанного трубопровода между клапаном прямого вентилирования и двигателем. Например, указанное первое давление больше, чем указанное второе давление, на по меньшей мере 3 кПа.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные первые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия температуры в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия температуры включают температуру, которая превышает 30°С.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, указанные первые предварительно определенные критерии дополнительно включают условия касательно количества паров топлива в зазоре в баке, считающиеся необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Например, указанные условия касательно количества паров топлива сопоставлены с предварительно определенным уровнем топлива в баке. Например, указанный предварительно определенный уровень топлива в баке соответствует объему топлива в баке, который не превышает 80% объема топлива, когда бак рассматривается как полный.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, топливная система содержит по меньшей мере топливный бак и емкость для улавливания паров, при этом топливный бак соединен с емкостью для улавливания паров посредством основного трубопровода, и дополнительно содержит вентиляционный регулировочный клапан с электроприводом, установленный в указанном основном трубопроводе для обеспечения тем самым возможности выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком и емкостью для улавливания паров, при этом способ дополнительно включает выборочное управление вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом с предотвращением вентилирования бака в емкость для улавливания паров при предварительно определенных условиях, включающих по меньшей мере первое указанное условие, указывающее на возможный переброс жидкости из бака в емкость для улавливания паров.
Например, способ дополнительно включает выборочное управление вентиляционным регулировочным клапаном с электроприводом с обеспечением возможности вентилирования бака в емкость для улавливания паров в ответ на превышение давлением в баке первого предварительно определенного порога.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает определение, превышает ли уровень топлива в баке исходный уровень топлива, при этом указанный исходный уровень топлива соответствует максимальному безопасному уровню переброса жидкости в отношении топлива в баке.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, вентиляционный регулировочный клапан удерживают открытым, если уровень топлива не превышает исходного уровня.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает определение ускорения/замедления бака. Например, способ включает удерживание вентиляционного регулировочного клапана открытым, если:
- ускорение/замедление бака не превышает соответствующего исходного ускорения; и
- блок управления определяет, что темп изменения указанного ускорения/замедления бака не превышает темпа исходного ускорения.
Дополнительно или в качестве альтернативы, например, способ включает закрывание открытого вентиляционного регулировочного клапана, если:
- ускорение/замедление бака превышает соответствующее исходное ускорение; или если темп изменения указанного ускорения/замедления превышает темп исходного ускорения; и
- давление в баке меньше максимального давления, соответствующего пределу избыточного давления для бака, который не должен быть превышен.
Одной особенностью по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения является точность контроля над хранением топлива и управления вентилированием.
Другая особенность по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения заключается в том, что может быть обеспечен точный и гибкий контроль в отношении наполнения.
Другая особенность по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения заключается в том, что может быть снижен риск утечки топлива и переброса жидкости (LCO) в емкость для улавливания паров. Например, обеспечение перемещения текучей среды из топливного бака в емкость для улавливания паров по одному трубопроводу, который содержит вентиляционный регулировочный клапан (VCV) для пара, и выполнение VCV с нормально закрытой конфигурацией снижают риск утечки, когда транспортное средство припарковано. Кроме того, риск LCO в динамических условиях, при которых есть вероятность колебания жидкости, может быть значительно снижен за счет управления VCV путем реализации способов «умного» вентилирования, раскрытых в данном документе, например.
Другая особенность по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения заключается в том, что нагрузка на емкость для улавливания паров может быть значительно снижена по сравнению с топливными системами, в которых не реализуются способы «умного» вентилирования, раскрытые в данном документе, поскольку объем пара, который перемещается в емкость для улавливания паров из топливного бака, может быть значительно сокращен. Кроме того, за счет этого в по меньшей мере некоторых примерах также возможно сократить время продувки/очистки, требуемое в отношении емкости для улавливания паров, и/или частоту, с которой емкость для улавливания паров продувается/очищается.
Другой особенностью по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения является менее длительное время отладки для топливной системы, содержащей емкость для улавливания паров.
Другой особенностью по меньшей мере одного примера раскрытого в данном документе объекта изобретения является снижение затрат. Например, из топливной системы при необходимости могут быть исключены по меньшей мере некоторые традиционные компоненты, например отделители жидкости, вентиляционные клапаны ограничения уровня заполнения, компоненты с HPF.
Краткое описание графических материалов
Для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, раскрываемого в данном документе, и в качестве наглядного примера того, как оно может быть осуществлено на практике, далее в качестве неограничивающих примеров будут описаны варианты осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой схематическое изображение топливной системы, известной из уровня техники.
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение системы вентилирования согласно первому примеру раскрытого в данном документе объекта изобретения, установленной в топливной системе транспортного средства.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение способа управления системой вентилирования по примеру на фиг. 2 в режиме работы согласно первому примеру раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение изменения по времени давления в топливном баке топливной системы по примеру на фиг. 2.
Фиг. 5 представляет собой характеристику изменения потока в зависимости от давления для одного примера вентиляционного регулировочного клапана, предусмотренного в примере на фиг. 2.
Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение способа управления системой вентилирования по примеру на фиг. 2 в режиме дозаправки согласно первому примеру раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение системы вентилирования согласно альтернативному варианту по примеру на фиг. 2, которая содержит систему вентилирования бака согласно первому примеру раскрытого в данном документе объекта изобретения, установленную в топливной системе транспортного средства.
Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение способа управления системой вентилирования по примеру на фиг. 7 в режиме работы согласно первому примеру раскрытого в данном документе объекта изобретения.
Подробное описание
Согласно одному аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения, как показано на фиг. 2, предложена система вентилирования, в целом обозначенная номером ссылочной позиции 100, для топливной системы. Как будет понятно из данного документа, система 100 вентилирования содержит вентиляционный регулировочный клапан (VCV) 200, один или несколько датчиков 300 и блок 500 управления.
На фиг. 2 также схематически представлен один пример такой топливной системы 10 для транспортного средства, которая, среди прочего, содержит топливный бак 20, емкость 40 для улавливания паров (VRC) и по меньшей мере один общий трубопровод 60, соединяющий топливный бак 20 с VRC 40. Топливная система 10 обычно содержит один или несколько клапанов, таких как, например, гравитационный клапан (ROV) 30 и наполнительный гравитационный клапан (FROV) 50. Топливная система 10 может быть подобна традиционной топливной системе по фиг. 1, например, и/или может также содержать другие компоненты, например клапаны с HPF, вентиляционный клапан ограничения уровня заполнения (FLW) клапаны и т.д.
По меньшей мере в примере на фиг. 2 топливная система также соединяет топливный бак с двигателем (не показан) посредством топливопровода (не показан), содержащего другие элементы, такие как топливный насос (не показан). При нормальной работе топливной системы жидкое топливо перекачивается в двигатель посредством топливопровода. Следует понимать, что по меньшей мере в этом примере топливопровод отличается от по меньшей мере одного общего трубопровода 60, соединяющего топливный бак 20 с VRC 40. Например, трубопровод 60 соединен с топливным баком 20 через зазор над уровнем жидкого топлива в баке, например посредством FROV 50 и/или посредством ROV 30. С другой стороны, топливопровод обычно соединен с нижней стороной бака, существенно ниже уровня жидкого топлива в баке, когда бак по меньшей мере частично наполнен топливом в виде жидкого топлива.
По меньшей мере в этом примере основной трубопровод 60 соединяет топливный бак 20, посредством FROV 50, с VRC 40 и вспомогательный трубопровод 65 соединяет топливный бак 20, посредством ROV 30, с VRC 40, хотя и опосредовано через Т-образное соединение 68, с основным трубопроводом 60.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 установлен в основном трубопроводе 60, разделяя основной трубопровод 60 на первый трубопровод 62, соединяющий первый патрубок 210 VCV 200 с VRC 40, и второй трубопровод 64, сообщающий бак 20 посредством FROV 50 со вторым патрубком 220 VCV 200. По меньшей мере в этом примере трубопровод 65 соединяет топливный бак 20, посредством ROV 30 и Т-образного соединения 68, со вторым трубопроводом 64.
В альтернативных вариантах этого примера в баке 20 могут быть предусмотрены дополнительные клапаны, которые связаны с VRC 40 через дополнительные, но отдельные соответствующие дополнительные трубопроводы, которые по отдельности связывают каждый клапан с VRC 40. В таких примерах эти дополнительные трубопроводы перенаправлены ко второму патрубку 220 VCV 200 (например, через дополнительные Т-образные соединения со вторым трубопроводом 64 или через подходящее распределительное приспособление), а не связаны с VRC 40 непосредственно.
Согласно одному аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения вся текучая среда, которая проходит между баком 20 и VRC 40, должна проходить через VCV 200 или через обходное вентиляционное устройство 260 при условии превышения порогов безопасности в отношении избыточного давления или пониженного давления.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 выполнен с возможностью обеспечения открытого положения или закрытого положения. В открытом положении сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 обеспечено посредством открытого VCV 200. В закрытом положении сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 исключается посредством закрытого VCV 200.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 выполнен в виде клапана с электроприводом, который выполнен с возможностью установки в основном трубопроводе 60, для обеспечения тем самым выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и VRC 40.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 функционально связан с блоком 500 управления посредством соответствующей линии 590 связи.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 находится в нормально закрытом положении, в котором сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 исключено. Другими словами, при отсутствии какого-либо управляющего сигнала или команды на открывание VCV 200 переведен в закрытое положение. Кроме того, по меньшей мере в этом примере VCV 200 также выполнен с возможностью перехода в открытое положение в ответ на прием сигнала или команды ОС на открывание от блока 500 управления посредством соответствующей линии 590 связи для обеспечения тем самым выборочного перехода в открытое положение и, таким образом, обеспечения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и VRC 40. VRC 40 выполнен с возможностью нахождения в открытом положении только на протяжении приема в VCV 40 сигнала или команды ОС на открывание от блока 500 управления.
В альтернативных вариантах этого примера VCV 200 находится в нормально открытом положении с обеспечением сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40; в таких примерах VCV 200 также выполнен с возможностью перехода в закрытое положение в ответ на прием сигнала или команды на закрывание от блока 500 управления посредством соответствующей линии 590 связи для обеспечения тем самым выборочного перехода в закрытое положение и, таким образом, исключения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и VRC 40.
По меньшей мере в этом примере VCV 200 также содержит обходное вентиляционное устройство 260, приспособленное для обхода VCV 200 и обеспечения возможности вентилирования бака 20 относительно VRC 40 в случае предварительно определенного избыточного давления и/или в случае предварительно определенного пониженного давления, возникающих в баке 20, независимо от того, находится ли VCV 200 в открытом положении или в закрытом положении. Например, обходное вентиляционное устройство 260 содержит механический клапан избыточного давления (OPV) 240 и механический клапан пониженного давления (UPV) 230, в обводном трубопроводе 250, для обеспечения сообщения по текучей среде между первым трубопроводом 62 и вторым трубопроводом 64 при обходе VCV 200.
Обходное вентиляционное устройство 260 может быть выполнено как одно целое с VCV 200 и, таким образом, быть его частью. В качестве альтернативы обходное вентиляционное устройство 260 может быть выполнено как отдельный блок, соединенный с VCV 200.
Работа VCV 200, OPV 240 и UPV 230 может быть отрегулирована согласно требованиям.
3
Например, в по меньшей мере некоторых примерах VCV 200 может быть выполнен имеющим характеристику падения давления 60 л/мин при давлении меньше чем 2,5 мбар и характеристику герметичности (в отношении воздуха) меньше чем 0,5 см/мин при 120 мбар (воздух).
3
Например, в по меньшей мере некоторых примерах OPV 240 может быть выполнен имеющим характеристику утечки воздуха меньше чем 0,5 см/мин при 50 мбар и характеристику притока воздуха приблизительно 25 л/мин при 70 мбар.
3
Например, в по меньшей мере некоторых примерах UPV 230 может быть выполнен имеющим характеристику утечки воздуха меньше чем 2 см/мин при -10 мбар и характеристику притока воздуха приблизительно 5 л/мин при -50 мбар.
Например, в по меньшей мере некоторых примерах изменение потока через VCV 200, когда он в открытом положении, может обуславливаться давлением, например, как показано на фиг. 5.
В по меньшей мере некоторых вариантах этого примера обходное вентиляционное устройство 260 может отсутствовать.
В любом случае, например, такой VCV может содержать клапан сброса давления, в частности активируемый снаружи клапан, в том числе механические клапаны OPV и UPV, как, например, раскрыто в WO 2015/114618, поданной от лица настоящего правопреемника. Содержание WO 2015/114618, в частности содержание на страницах 6-12 и на фиг. 1-6В, включено в этот документ посредством ссылки. В таком примере соответствующий клапан сброса давления может быть соединен с топливным баком 20 и емкостью 40 для улавливания паров и соответствующим образом соединен с блоком 500 управления, который отличается от интегрального контроллера клапана сброса давления, раскрытого в том документе.
В другом примере такие OPV и UPV могут содержать клапан сброса давления, а VCV может содержать активируемый снаружи клапан, как, например, раскрыто в WO 2016/071906, поданной от лица настоящего правопреемника. Содержание WO 2016/071906, в частности, содержание на страницах 9 20 и на фиг. 1-5В, включено в данный документ посредством ссылки. В таком примере соответствующий клапан сброса давления может быть соединен с топливным баком 20 и емкостью 40 для улавливания паров и соответствующим образом соединен с блоком 500 управления, который отличается от интегрального контроллера клапана сброса давления, раскрытого в том документе.
Каждый из одного или нескольких датчиков 300 функционально связан с блоком 500 управления и выполнен с возможностью предоставления соответствующих измерительных данных в блок 500 управления. Такие измерительные данные в целом указывают на соответствующий параметр PR, связанный с конкретными условиями, касающимися бака 20. В целом, каждый указанный параметр PR относится к конкретному условию касательно бака 20, так что в зависимости от того, входит или нет значение этого параметра PR в соответствующий порог ТН, может быть необходимым соответственно открывание или закрывание сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40. В целом, нахождение каждого параметра PR в соответствующем пороге может быть соответствующим необходимым условием, хотя при необходимости не достаточным условием, для открывания сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40.
Как будет понятно из данного документа, блок 500 управления выполнен с возможностью использования соответствующих измерительных данных, полученных от каждого датчика 300, для определения того, должен ли VCV 200 оставаться в нормально закрытом положении, или того, должен ли VCV 200 быть переведен в открытое положение. Кроме того, как будет понятно из данного документа, блок 500 управления, таким образом, выполнен с возможностью управления системой вентилирования путем использования разных способов, что может быть реализовано в программе в блоке 500 управления, например.
По меньшей мере в этом примере система 100 вентилирования содержит множество разных типов датчиков 300, в том числе по меньшей мере один датчик 310 давления паров (VPS), по меньшей мере один датчик 320 температуры паров (VTS), по меньшей мере один датчик 330 уровня ограничения заполнения (FLS), по меньшей мере один датчик 340 уровня (LS) и по меньшей мере один датчик 350 ускорения (AS). В альтернативных вариантах этого примера система 100 вентилирования содержит один или несколько, но не все из: VPS 310, VTS 320, FLS 330, LS 340 и AS 350.
MIN
MAX
По меньшей мере в этом примере VPS 310 выполнен с возможностью отслеживания давления паров в баке 20, то есть давления в баке 20 по сравнению с давлением окружающей среды. Соответствующий параметр PR для VPS 310 представляет собой манометрическое давление Р в баке 20, а соответствующий порог ТН может быть диапазоном давления RP между минимальным давлением P и максимальным давлением P.
По меньшей мере в этом примере VTS 320 выполнен с возможностью отслеживания температуры паров в баке 20, другими словами температуры в баке 20. Соответствующий параметр PR для VTS 320 представляет собой температуру в баке 20.
По меньшей мере в этом примере FLS 330 выполнен с возможностью отслеживания того, был ли достигнут уровень ограничения заполнения топливом в баке 20. Соответствующий параметр PR для FLS 330 представляет собой максимальный уровень топлива, допустимый в баке 20 при очередном заполнении бака 20, при этом бак расположен горизонтально (то есть либо абсолютно горизонтально, либо с отклонением от абсолютно горизонтального положения в пределах от приблизительно ±2° до приблизительно ±4°) и не перемещается. Например, в качестве FLS 330 может использоваться традиционный датчик уровня, и контроллер 500 может быть выполнен с возможностью определения того, когда был достигнут максимальный уровень топлива, исходя из данных, полученных от датчика уровня.
По меньшей мере в этом примере LS 340 выполнен с возможностью отслеживания уровня топлива в баке 20. Соответствующий параметр PR для FLS 330 представляет собой уровень топлива в баке 20, при этом бак расположен горизонтально (то есть либо абсолютно горизонтально, либо с отклонением от абсолютно горизонтального положения в пределах от приблизительно ±2° до приблизительно ±4°) и не перемещается.
X
Y
Z
По меньшей мере в этом примере AS 350 выполнен с возможностью отслеживания ускорения/замедления бака 20 (в целом сопоставленного с ускорением/замедлением транспортного средства, в котором установлен бак 20). AS 350 может быть выполнен с возможностью отслеживания ускорения/замедления бака 20 вдоль одной оси (например, первой оси X, параллельной продольной оси транспортного средства, или, в качестве альтернативы, вдоль второй оси Y, параллельной поперечной оси (перпендикулярной вышеуказанной продольной оси) транспортного средства, или, в качестве альтернативы, вдоль третьей оси Z, параллельной вертикальной оси (перпендикулярной вышеуказанной поперечной оси и вышеуказанной продольной оси) транспортного средства). В качестве альтернативы AS 350 может быть выполнен с возможностью отслеживания ускорения/замедления бака 20 вдоль двух осей или вдоль трех осей (при этом две или три оси выбраны, например, из: первой оси X, параллельной продольной оси транспортного средства; второй оси Y, параллельной поперечной оси (перпендикулярной вышеуказанной продольной оси) транспортного средства; третьей оси Z, параллельной вертикальной оси (перпендикулярной вышеуказанной поперечной оси и вышеуказанной продольной оси) транспортного средства. Соответствующий параметр PR для AS 350 представляет собой значение ускорения/замедления бака 20 по каждой из оси X, оси Y и оси Z, называемое в данном документе |A|, |A|, |A| соответственно. Соответствующий параметр PR для AS 350 представляет собой уровень ускорения/замедления бака 20 вдоль по меньшей мере одной оси и/или уровень скорости изменения ускорения/замедления бака 20 вдоль по меньшей мере одной оси.
0
0
Не привязываясь к теории, авторы настоящего изобретения считают, что параметр уровня ускорения/замедления бака 20 вдоль по меньшей мере одной оси и/или уровня скорости изменения ускорения/замедления бака 20 вдоль по меньшей мере одной оси может указывать на риск колебания жидкости в баке 20. Например, превышение порогового значения А для ускорения вдоль по меньшей мере одной из оси X, оси Y или оси Z и/или превышение порогового значения dA для темпа ускорения вдоль по меньшей мере одной из оси X, оси Y или оси Z может быть сопоставлено с высоким (то есть неприемлемым) риском переброса жидкости из бака 20 в VRC 40.
0
0
0
0
Пороговое значение А может быть одинаковым для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или в качестве альтернативы пороговое значение А может быть разным для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z. Дополнительно или в качестве альтернативы пороговое значение dA может быть одинаковым для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или, в качестве альтернативы, пороговое значение dA может быть разным для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z.
По меньшей мере в этом примере множество датчиков 300 могут также содержать датчик 360 крышки дозаправки, функционально связанный с блоком 500 управления и выполненный с возможностью оповещения блока 500 управления, когда крышка 25 дозаправки бака 20 открыта. Соответствующий параметр PR для датчика 360 крышки дозаправки представляет собой состояние крышки 25 дозаправки, либо открытое (с возможностью очередного заполнения бака), либо закрытое (когда снова заполнить бак не разрешено).
По меньшей мере в этом примере каждый из VPS 310, VTS 320, FLS 330, LS 340, AS 350 и датчика 360 крышки функционально связан с блоком 500 управления через соответствующие линии связи 510, 520, 530, 540, 550 и 560.
По меньшей мере в этом примере линии связи 510, 520, 530, 540, 550, 560 и 590 выполнены в виде одной или нескольких шин или в виде электрических кабелей. В альтернативных вариантах этого примера линии связи 510, 520, 530, 540, 550, 560 и 590 выполнены в виде элементов беспроводной связи между блоком 500 управления и соответствующими датчиками VPS 310, VTS 320, FLS 330, LS 340, AS 350, датчиком 360 крышки или VCV 200.
По меньшей мере в этом примере блок 500 управления выполнен с возможностью управления VCV 200 (который находится в нормально закрытом положении) для открывания и тем самым обеспечения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и VRC 40, и, таким образом, с обеспечением перемещения паров топлива из бака 20 в VRC 40, в ряде разных режимов, содержащем по меньшей мере режим работы ОМ, режим дозаправки RM и режим парковки РМ, согласно соответствующим предварительно определенным критериям. В целом, и как будет понятно из данного документа, соответствующие предварительно определенные критерии в принципе основаны на минимизации риска избыточного давления, возникающего в баке 20, и минимизации риска переброса жидкости из бака 20 в VRC 40. В альтернативных вариантах этого примера, в которых VCV 200 находится в нормально открытом положении, блок 500 управления, наоборот, выполнен с возможностью управления VCV 200 для закрывания и тем самым исключения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и VRC 40, и, таким образом, с предотвращением перемещения паров топлива из бака 20 в VRC 40, исходя из соответствующих критериев в каждом одном из соответствующего режима работы ОМ, режима дозаправки RM и режима парковки РМ.
Блок 500 управления может быть выполнен в виде компьютера или микропроцессора, способного по меньшей мере принимать измерительные данные от каждого из датчиков 300 и способного обрабатывать измерительные данные предварительно определенным образом с предоставлением тем самым сигнала или команды ОС на открывание в VCV 200 для обеспечения перехода VCV 200 в открытое положение и, таким образом, обеспечения сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, согласно вышеуказанным соответствующим предварительно определенным критериям. Например, такая обработка и предварительно определенные критерии могут быть обеспечены посредством подходящей программы в блоке 500 управления.
Блок 500 управления может быть выполнен как обособленный модуль, отдельный от компьютера транспортного средства (например, ECU) или компьютера топливной системы. В качестве альтернативы блок 500 управления может быть выполнен как часть компьютера транспортного средства (например, ECU) или компьютера топливной системы, по меньшей мере в том смысле, что функции блока 500 управления, включающие такую обработку и предварительно определенные критерии, могут быть интегрированы в компьютер транспортного средства или компьютер топливной системы и выполняться ими.
Как показано на фиг. 3, способ управления системой 100 вентилирования в режиме работы ОМ, согласно первому примеру, в целом обозначен числом 1000.
Способ 1000 может быть реализован в условиях, при которых транспортное средство (в котором установлены топливная система 10 и система 100 вентилирования) перемещается своим ходом, при этом топливная система 10 работает с подачей топлива в двигатель транспортного средства (как правило, в двигатель внутреннего сгорания) посредством топливопровода, и двигатель, в свою очередь, обеспечивает движущую силу для перемещения транспортного средства. В качестве альтернативы способ 1000 может быть реализован в условиях, при которых транспортное средство (в котором установлены топливная система 10 и система 100 вентилирования) не находится в движении, например припарковано или остановлено на дороге, но при этом двигатель запущен (например, вхолостую), и топливная система 10 работает с подачей топлива в двигатель транспортного средства (как правило, в двигатель внутреннего сгорания).
Соответственно, система 100 вентилирования выполнена с возможностью определения, на первом этапе 1100 способа 1000, запущен двигатель или нет, и если двигатель запущен и, следовательно, способен обеспечивать движущую силу транспортному средству, то согласно способу можно переходить к следующему этапу 1150. Например, компьютер двигателя (ECU) традиционно содержит один или несколько индикаторов, которые указывают на то, что двигатель запущен (например, на то, что двигатель запущен, может указывать счетчик оборотов), что может быть использовано для выполнения этапа 1100.
Способ 1000 может необязательно быть приспособлен для применения только тогда, когда транспортное средство перемещается под действием движущей силы, обеспечиваемой двигателем, и в таких случаях система 100 вентилирования выполнена с возможностью определения на этапе 1100 того, запущен ли двигатель или нет, и одновременно того, что транспортное средство перемещается. Например, ECU может указывать на то, что двигатель запущен (например, посредством счетчика оборотов), и на то, что транспортное средство перемещается (например, посредством счетчика пройденного пути и/или исходя из данных, предоставленных посредством одного или нескольких акселерометров), для выполнения этапа 1100.
0
0
0
На следующем этапе 1150 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает или нет давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, предварительно определенное давление Р удержания (на практике, превышает ли давление Р удержания плюс коэффициент гистерезиса Δ). При определении на этапе 1150 того, что давление Р в баке не больше (то есть меньше), чем (Р+Δ), не нужно предпринимать каких-либо действий, то есть блок 500 управления не отправляет какой-либо сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 остается в нормально закрытом положении (1152 на фиг. 3), так что сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 по-прежнему исключено. В таком случае согласно способу происходит возврат к этапу 1150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
0
С другой стороны, при определении на этапе 1150 того, что давление Р в баке больше, чем (Р +Δ), необходимо предпринять определенные действия, то есть блок 500 управления отправляет сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и на этапе 1154 VCV 200 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение давления Р в баке 20. VCV 200 выполнен с возможностью оставаться открытым, пока блок 500 управления продолжает отправлять сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200.
После этапа 1154 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, продолжает отслеживать давление Р в баке 20, определенное посредством VPS 310, на этапе 1200.
0
0
0
0
Таким образом, на следующем этапе 1200 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, не превышает ли больше давление Р в баке 20 давление Р удержания, или практически определяет, что давление Р меньше, чем давление Р удержания, за вычетом коэффициента гистерезиса Δ, то есть меньше, чем (Р - Δ). Если давление Р в баке не больше, чем (Р - Δ), то блок 500 управления определяет, что VCV 200 должен быть закрыт (1152 на фиг. 3), и блок 500 управления прекращает отправку сигнала или команды ОС на открывание в VCV 200, так что VCV 200 возвращается в нормально закрытое положение с исключением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива больше не могут проходить в VRC 40.
0
С другой стороны, если на этапе 1200 давление Р в баке больше, чем (Р - Δ), то VCV 200 остается в открытом положении, при этом блок 500 управления продолжает отправлять сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и согласно способу 1000 переходят к этапу 1300.
0
На этапе 1300 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли уровень топлива в баке 20, определенный посредством LS 340, исходный уровень Но, который соответствует максимальному безопасному уровню переброса жидкости (LCO) в отношении топлива в баке 20. Если уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) исходный уровень Н, то VCV 200 остается открытым, и согласно способу происходит возврат к этапу 1150, на котором снова отслеживают определение давления в баке. В качестве альтернативы, если уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) исходный уровень Но, то согласно способу происходит возврат к этапу 1200 (пунктирная линия на фиг. 3).
0
С другой стороны, если на этапе 1300 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива в баке 20 больше, чем исходный уровень Н, то согласно способу переходят к этапу 1400, тогда как в то же время VCV 200 остается в открытом положении и продолжает обеспечивать сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива могут не продолжать проходить в VRC 40.
0
0
0
На этапе 1400 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет ускорение/замедление бака (то есть транспортного средства), определенное посредством AS 350, а также темп изменения такого ускорения/замедления. Система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, также определяет, превышает ли ускорение/замедление бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, соответствующее исходное ускорение А или превышает ли темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, соответствующий исходный темп изменения соответствующего ускорения А, то есть темп исходного ускорения dA. Система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, может определять темп изменения ускорения/замедления бака путем отслеживания соответствующего ускорения/замедления бака 20 вдоль соответствующей оси X, оси Y или оси Z по времени.
0
0
0
0
Как было раскрыто выше, соответствующее пороговое значение А может быть одинаковым для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение А может быть разным для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z. Дополнительно или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение dA может быть одинаковым для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение dA может быть разным для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z.
0
2
Исходное ускорение А соответствует ускорению бака (и, таким образом, соответствующего транспортного средства) в условиях стационарного состояния, может находиться, например, в диапазоне от приблизительно +2g до приблизительно -2g (то есть максимально двукратное ускорение или замедление относительно ускорения, придаваемого силой тяжести (обычно g=9,81 м/с) и обычно дает угол наклона между уровнем топлива в топливном баке и номинальным горизонтальным исходным уровнем, соответствующим ситуации, когда бак расположен горизонтально и не двигается или подвергается действию сил ускорения.
0
0
Темп исходного ускорения dA соответствует темпу ускорения бака (и, таким образом, соответствующего транспортного средства) в условиях нестационарного состояния, например, когда топливо в баке испытывает колебание жидкости в баке. Например, темп ускорения dA может находиться, например, в диапазоне от приблизительно +0,1 g/c до приблизительно -0,1 g/c.
0
0
Если на этапе 1400 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль каждой из оси X, оси Y или оси Z, не превышает соответствующего исходного ускорения А, и если система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что темп изменения соответствующего ускорения/замедления бака 20, вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, не превышает соответствующего темпа исходного ускорения dA, то VCV остается открытым, и согласно способу происходит возврат к этапу 1150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
0
0
С другой стороны, если на этапе 1400 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующее исходное ускорение А, или если темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующий темп исходного ускорения dA, то согласно способу переходят к этапу 1500, и VCV остается открытым.
0
0
В альтернативных вариантах этого примера, если на этапе 1400 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль каждой одной из любых двух или более из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующее исходное ускорение А, и/или если темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль каждой одной из любых двух или больше из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующий темп исходного ускорения dA, то согласно способу переходят к этапу 1500, и VCV остается открытым.
1
На этапе 1500 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает или нет давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, максимальное давление P.
1
Давление P соответствует пределу избыточного давления для бака 20, который не должен быть превышен.
1
1
1
Если система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет на этапе 1500, что давление Р в баке не меньше, чем P, то есть давление Р в баке больше, чем P, блок 500 управления продолжает отправлять сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200 с предотвращением тем самым закрывания VCV 200 и обеспечением того, что сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 сохраняется, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. Это продолжающееся действие обеспечивает снижение давления Р в баке 20 до величины, которая по меньшей мере ниже, чем P. После этого согласно способу происходит возврат к этапу 1150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
1
С другой стороны, при определении на этапе 1500 того, что давление Р в баке меньше, чем P, блок 500 управления прекращает отправку сигнала или команды ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 возвращается в нормально закрытое положение (1600 на фиг. 3), так что сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 теперь исключено.
1
1
1
После этапа 1600 VCV 200 остается в нормально закрытом положении на период t на этапе 1700, на котором период t соответствует предварительно определенной продолжительности импульса закрывания. После периода t блок 500 управления на этапе 1800 отправляет сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. После этого согласно способу происходит возврат к этапу 1150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
Таким образом, согласно по меньшей мере этому примеру способа 1000 перед этапом 1100 VCV 200 находится в закрытом положении, и двигатель не обеспечивает какой-либо силы. На этапе 1100, когда двигатель запущен и создает силу, может быть осуществлена процедура вентилирования согласно способу 1000. Таким образом, сразу после этапа 1100 VCV 200 находится в закрытом положении, тогда как после этапа 1150 VCV 200 будет открываться или будет возвращаться в закрытое положение в зависимости, среди прочего, от давления в баке и других факторов. Как можно понять из схематически показанного на фиг. 4, система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, работает для:
1
- удерживания VCV 200 в открытом положении всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 превышает Р;
0
0
- удерживания VCV 200 в закрытом положении всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 не превышает Р, или по сути не превышает (Р - Δ);
0
0
0
- либо открывания, либо закрывания VCV 200 всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 находится между Р и Р1, или по сути всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 находится между Р и (Р - Δ), при этом система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, должен ли VCV 200 находиться в открытом положении или закрытом положении, исходя из других параметров, таких как, например, уровень топлива в баке и/или ускорение или темп ускорения бака 20.
В по меньшей мере некоторых вариантах представленного выше примера способа 1000 способ может быть изменен с обеспечением возможности учета данных о температуре, полученных, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS). Например, температура топливного бака может в по меньшей мере некоторых случаях влиять на внутреннюю геометрию топливного бака, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS), могут быть использованы на этапе 1300 для изменения значения Но для компенсации температуры. Например, в жаркий день бак может расширяться во внутреннем объеме и, таким образом, вызывать снижение уровня топлива на такой же объем топлива.
0
0
Дополнительно или в качестве альтернативы значение соответствующего исходного ускорения А может изменяться с температурой, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS), могут быть использованы на этапе 1400 для изменения значения соответствующего исходного ускорения Ао и/или для изменения значения соответствующей исходного темпа ускорения dA для компенсации температуры.
0
1
Дополнительно или в качестве альтернативы значение давления Р в баке может изменяться с температурой, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS), могут быть использованы на одном или нескольких из этапов 1150, 1200, 1500 для изменения значения соответствующего давления Р и/или P для компенсации температуры.
Как показано на фиг. 6, способ управления системой 100 вентилирования в режиме дозаправки RM, согласно первому примеру, в целом обозначен числом 2000.
Способ 2000 реализуется только в условиях, при которых транспортное средство (в котором установлены топливная система 10 и система 100 вентилирования) не двигается и крышка 25 дозаправки открыта. Соответственно, система 100 вентилирования выполнена с возможностью определения, на первом этапе 2100 способа 1000, остановлено или нет транспортное средство и открыта ли крышка 25 дозаправки, и если так, то согласно способу можно переходить к следующему этапу 2200. Например, система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что транспортное средство остановлено, путем отслеживания измерительных данных, полученных посредством AS 350, и если данные об ускорении/замедлении, по меньшей мере вдоль оси X, составляют ноль или меньше, чем конкретный порог, считающийся соответствующим реальным условиям, в которых транспортное средство остановлено, то будет определено, что транспортное средство остановлено. Кроме того, например, система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что крышка 25 дозаправки открыта, исходя из измерительных данных, полученных от датчика 360 крышки.
На этапе 2200 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли уровень топлива в баке 20, определенный посредством LS 340, высоту прекращения подачи SOH.
SOH соответствует безопасному уровню нормальной вместимости в отношении топлива в баке 20. SOH представляет собой функцию наклона бака 20 (относительно номинального положения, в котором транспортное средство находится в стабильном остановленном состоянии на горизонтальной поверхности), формы бака и температуры внутри бака, которая указывает на расширение бака относительно номинального. Благодаря сведениям об изменении вместимости бака в зависимости от температуры можно предотвращать переполнение бака в любой ситуации. Таким образом, значение SOH может изменяться в зависимости от температуры, связанной с баком.
Если система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) SOH, то согласно способу переходят к этапу 2300, и блок 500 управления отправляет сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200 для обеспечения перехода VCV 200 в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40. При нахождении VCV 200 в открытом положении бак 20 может быть провентилирован, поскольку газы и пары в баке 20 вытесняются потоком топлива, входящим в бак 20.
С другой стороны, если на этапе 2200 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива больше, чем SOH, то согласно способу переходят к этапу 2400, и блок 500 управления прекращает отправку сигнала или команды на открывание в VCV 200, и VCV 200 возвращается в нормально закрытое положение с исключением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40. Соответственно, происходит повышение давления в баке, в результате чего в насосной станции определяется встречное давление, и вследствие этого процесс дозаправки прекращается.
3
На этапе 2500, который следует за этапом 2400, система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, давление Р удержания или нет.
3
Давление Р соответствует пределу давления удержания для бака 20 во время дозаправки, который не должен быть превышен, и связанно с функцией удержания давления для бака.
3
3
2
2
2
3
2
2
2
Если система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, на этапе 2500 определяет, что давление Р в баке больше, чем Р, то необходимо предпринять определенные действия, то есть блок 500 управления отправляет сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и на следующем этапе 2800 VCV 200 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение давления Р в баке 20 до величины, которая по меньшей мере ниже, чем Р. После этапа 2800 VCV 200 остается в открытом положении на период t на этапе 2900, на котором период t соответствует продолжительности импульса открывания. Период времени t может быть выбран так, чтобы обеспечивалось снижение давления в баке до Р или как можно ближе к нему, например. В по меньшей мере некоторых примерах период времени t может быть функцией текущего давления в баке, например чем выше фактическое давление в баке, тем больше может быть этот период времени t. После периода t согласно способу происходит возврат к этапу 2400, на котором VCV 200 снова закрыт, и после него следует этап 2500, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
3
Если, с другой стороны, система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, на этапе 2500 определяет, что давление Р в баке не больше, чем Р, то согласно способу переходят к этапу 2600.
1
1
На этапе 2600 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли уровень топлива в баке 20, определенный посредством LS 340, высоту прекращения подачи SOH плюс дополнительный допустимый уровень переполнения H выше SOH, то есть больше ли уровень топлива в баке 20, чем (SOH + H).
1
1
Дополнительный уровень H выше SOH соответствует максимальному допуску безопасности касательно уровня топлива в баке 20, который не приведет к переполнению бака. Дополнительный уровень H также является функцией наклона бака 20 (относительно номинального положения, в котором транспортное средство находится в стабильном остановленном состоянии на горизонтальной поверхности), формы бака и температуры внутри бака, которая указывает на расширение бака относительно номинального. Благодаря сведениям об изменении вместимости бака в зависимости от температуры можно предотвращать переполнение бака в любой ситуации.
1
3
Если система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) сумма (SOH + H), то согласно способу происходит возврат к этапу 2500, и давление внутри бака 20 снова сравнивают с давлением Р.
1
С другой стороны, если на этапе 2600 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива больше, чем сумма (SOH + H), то согласно способу переходят к этапу 2700, и режим дозаправки RM отключается.
1
В способе управления системой 100 вентилирования в режиме парковки РМ, согласно первому примеру, VCV 200 нормально закрыт в закрытом положении, и обходное вентиляционное устройство 260 выборочно открывает или закрывает сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 посредством OPV 240 и/или UPV 230 для поддержания давления в баке 20 между максимальным избыточным давлением P и допустимым минимальным пониженным давлением.
Во время работы система 100 согласно способу 1000 может обеспечивать уменьшенное накапливание паров в VRC 40 и, таким образом, меньшую необходимость в очистке. Тем не менее очистка VRC 40 может быть проведена обычным образом, при этом VRC 40 непосредственно продувают в двигатель через воздухозаборник двигателя.
Согласно другому аспекту раскрытого в данном документе объекта изобретения, как показано на фиг. 7, предложена система вентилирования, в целом обозначенная номером ссылочной позиции 100', для топливной системы. Как будет понятно из данного документа, система 100' вентилирования содержит вентиляционный регулировочный клапан (VCV) 200, один или несколько датчиков 300 и блок 500 управления, раскрытые выше в случае системы 100 вентилирования на фиг. 2, с учетом необходимых изменений, и система 100' вентилирования также выполнена с возможностью обеспечения выборочного вентилирования бака 20 с парами топлива непосредственно в двигатель 700, а не обеспечения возможности перемещения паров в VRC 40 посредством VCV 200.
Таким образом, в этом примере система 100' вентилирования выполнена дополнительно содержащей систему 910 вентилирования бака.
Система 910 вентилирования бака содержит клапан прямого вентилирования (DW) 600, также взаимозаменяемо называемый в данном документе вентиляционным клапаном бака, связанный с основным трубопроводом 60 посредством трубопровода 69 вентилирования бака. В частности, трубопровод 69 вентилирования бака связан со вторым трубопроводом 64, например посредством Т-образного соединителя 66, и тем самым связывает бак 20 посредством FROV 50 с DVV 600 при обходе VCV 200 и VRC 40.
По меньшей мере в этом примере DVV 600 по конструкции может быть выполнен аналогично VCV 200, раскрытому выше, с учетом необходимых изменений и, таким образом, выполнен с возможностью выборочного обеспечения открытого положения или закрытого положения. В открытом положении сообщение по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя) обеспечено посредством открытого DVV 600. В закрытом положении сообщение по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя) исключено посредством закрытого DVV 600.
В по меньшей мере примере на фиг. 7 топливная система также соединяет топливный бак с двигателем 700 посредством топливопровода 720, содержащего другие элементы, такие как топливный насос (не показан). При нормальной работе топливной системы жидкое топливо перекачивается в двигатель 700 посредством топливопровода 720. Следует понимать, что по меньшей мере в этом примере топливопровод 720 отличается от трубопровода 69 вентилирования бака и/или от по меньшей мере одного общего трубопровода 60, сообщающего топливный бак 20 с VRC 40. Например, трубопровод 69 вентилирования бака связан с топливным баком 20 через зазор над уровнем жидкого топлива в баке 20, например посредством FROV 50. С другой стороны, топливопровод 720 обычно соединен с нижней стороной бака, существенно ниже уровня жидкого топлива в баке, когда бак по меньшей мере частично наполнен топливом в виде жидкого топлива.
Таким образом, по меньшей мере в этом примере DVV 600 также выполнен в виде клапана с электроприводом, который выполнен с возможностью установки в трубопроводе 69 вентилирования бака, для обеспечения тем самым выборочного открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700). Трубопровод 69 вентилирования бака, таким образом, подсоединен между двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700) и баком 20. По меньшей мере в этом примере трубопровод 69 вентилирования бака подсоединен между двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700) и вторым трубопроводом 64 посредством Т-образного соединителя 66.
По меньшей мере в этом примере DVV 600 функционально связан с блоком 500 управления посредством соответствующей линии 580 связи.
По меньшей мере в этом примере DVV 600 находится в нормально закрытом положении, в котором сообщение по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700) исключено. Другими словами, при отсутствии какого-либо управляющего сигнала или команды на открывание DVV 600 переведен в закрытое положение. Кроме того, по меньшей мере в этом примере DVV 600 также выполнен с возможностью перехода в открытое положение в ответ на прием сигнала или команды на открывание от блока 500 управления посредством соответствующей линии 580 связи для обеспечения тем самым выборочного перехода в открытое положение и, таким образом, обеспечения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя). DVV 600 остается в открытом положении до тех пор, пока продолжает получать управляющий сигнал или команду на открывание от блока 500 управления.
В альтернативных вариантах этого примера DVV 600 находится в нормально открытом положении с обеспечением сообщения по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700); в таких примерах DVV 600 также выполнен с возможностью перехода в закрытое положение в ответ на прием сигнала или команды на закрывание от блока 500 управления посредством соответствующей линии 580 связи для обеспечения тем самым выборочного перехода в закрытое положение и, таким образом, исключения сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и двигателем 700 (в частности, воздухозаборником двигателя 700).
В целом, система 100' вентилирования выполнена так, что когда DVV 600 находится в открытом положении, то VCV 200 одновременно находится в закрытом положении, при этом, когда DVV 600 находится в закрытом положении, VCV 200 может быть одновременно в открытом положении или в закрытом положении, в зависимости от управления посредством контроллера 500. Тем не менее в альтернативных вариантах этого примера система 100' вентилирования, наоборот, может быть выполнена так, что когда DVV 600 находится в открытом положении, VCV 200 одновременно находится в любом одном из закрытого положения, открытого положения или частично открытого положения, и, таким образом, поток паров из бака 20 может быть разделен на идущий в двигатель 700 и идущий в VRC 400.
Таким образом, в некоторых альтернативных вариантах этого примера DVV 600 и VCV 200 могут быть заменены трехходовым клапаном с электроприводом, который выборочно попеременно обеспечивает возможность:
- открывания сообщения по текучей среде между баком и двигателем при одновременном исключении сообщения по текучей среде между баком и VRC 40;
- исключение сообщения по текучей среде между баком и двигателем при одновременном обеспечении сообщения по текучей среде между баком и VRC 40;
- исключение сообщения по текучей среде между баком и двигателем при одновременном исключении сообщения по текучей среде между баком и VRC 40
По меньшей мере в этом примере система 910 вентилирования бака также выполнена с возможностью отслеживания условий в баке, в частности зазора над уровнем топлива в баке, посредством одного или нескольких из вышеуказанных датчиков 300 и/или других датчиков. Таким образом, эти датчики могут предоставлять данные, указывающие на условия касательно бака, в частности на зазор над уровнем топлива в баке. Блок 500 управления, который функционально связан с датчиками и с DVV 600, выполнен с возможностью управления DVV 600 для открывания или закрывания сообщения по текучей среде между топливным баком 20 и двигателем 700, исходя из предварительно определенных критериев, связанных с указанными данными.
Например, такие условия в баке, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, могут быть связаны с состоянием касательно отношения воздуха к топливу в пределах зазора над жидким топливом в баке 20. Соответствующий параметр PR для отношения воздуха к топливу представляет собой отношение воздуха к топливу (отношение объема к объему) в баке 20, в частности в пределах зазора над жидким топливом в баке 20, и соответствующий порог ТН может быть связан с конкретным значением этого отношения, что является экономичным или по-другому предпочтительным для топливной системы, а также двигателя в случае направления паров топлива в двигатель. Такое пороговое значение может изменяться, например, в зависимости от особенностей топливной системы и/или двигателя. В по меньшей мере некоторых примерах соответствующий порог ТН может быть функцией температуры в баке, и/или система 100' может непосредственно содержать датчик отношения воздуха к топливу, например датчик, который может анализировать или по-другому определять концентрацию паров топлива в воздухе, или может содержать множество датчиков, которые опосредовано указывают на состояние касательно отношения воздуха к топливу в пределах зазора над жидким топливом в баке 20.
По меньшей мере в этом примере отношение воздуха к топливу в зазоре над топливом в баке может быть рассмотрено как функция давления, температуры и объема в зазоре над уровнем топлива в баке.
В качестве альтернативы такие условия в баке, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, могут быть связаны по меньшей мере с давлением внутри бака, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке. В частности, такие условия в баке, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, в дополнение к давлению внутри бака, также могут быть связаны с температурой внутри бака, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, и/или количеством паров топлива, присутствующим в зазоре. Например, давление и температура в баке, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, могут быть определены посредством соответствующих VPS 310 и VTS 320, тогда как количество паров топлива, присутствующее в зазоре, может быть рассчитано, исходя из объема зазора над уровнем топлива, который может быть определен, исходя из сведений о внутренней геометрии бака, а также высоты уровня топлива в баке (например, в условиях номинального горизонтального положения), что может быть обеспечено посредством FLS 330.
Кроме того, может быть предварительно определено, что диапазоном условий в баке, соответствующих конкретным комбинациям значений температуры, давления и объема в баке, представлены необходимые условия для вентилирования в направлении двигателя, тогда как другими условиями в баке, соответствующими другим комбинациям значений температуры, давления и объема в баке, представлены условия, которые не являются необходимыми для вентилирования в направлении двигателя. Такая комбинация значений для температуры, давления и объема в баке может быть определена, например, эмпирически.
Например, если давление внутри бака, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, больше, чем в трубопроводе 61 между DVV 600 и двигателем 700, то это может говорить о необходимых условиях для вентилирования бака в направлении двигателя посредством DDV 600. Например, такая разница в положительном давлении может составлять 3 кПа или больше. В других примерах такая разница в положительном давлении может быть больше, чем указанное второе давление, на любое одно значение из: 1 кПа; 2 кПа; 4 кПа; 5 кПа; 6 кПа.
В других примерах такая разница в положительном давлении может относиться к манометрическому давлению внутри бака (в частности, в зазоре над уровнем топлива в баке), то есть к давлению внутри бака (в частности, в зазоре над уровнем топлива в баке) относительно окружающего атмосферного давления.
В некоторых случаях определение такой разницы в положительном давлении может быть достаточным для того, чтобы контроллер 500 открыл DVV 600 и обеспечил прямое вентилирование из бака в двигатель.
В качестве альтернативы определение такой разницы в положительном давлении может быть основано на определении температуры: если в дополнение к разнице в положительном давлении температура внутри бака, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, больше, чем конкретная пороговая температура, например больше 30°С, то контроллер 500 обеспечивает открывание DVV 600 и позволяет прямое вентилирование из бака в двигатель; в ином случае контроллер 500 не откроет DVV 600, если температура ниже порогового значения.
Дополнительно или в качестве альтернативы определение такой разницы в положительном давлении (и при необходимости также определение такой пороговой температуры) может быть основано на определении количества паров топлива: если в дополнение к разнице в положительном давлении (и при необходимости - в дополнение к температуре внутри бака при превышении порогового значения) количество паров топлива внутри бака, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, больше, чем конкретное пороговое количество, то контроллер 500 обеспечивает открывание DVV 600 и позволяет прямое вентилирование из бака в двигатель; в ином случае контроллер 500 не откроет DVV 600, если количество паров топлива ниже порогового значения.
Например, условия количества, или объема, паров топлива могут быть сопоставлены с предварительно определенным уровнем топлива в баке, и указанный предварительно определенный уровень топлива в баке соответствует объему топлива в баке, который не больше, чем пороговое значение уровня топлива. Например, пороговое значение уровня топлива может соответствовать 80% объема топлива, когда бак рассматривается как полный.
В качестве альтернативы пороговое значение уровня топлива может соответствовать процентному содержанию N% объема топлива, когда бак рассматривается как полный, при этом N% может быть любым одним из: 95%, 90%, 85%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10% или 5%.
В качестве альтернативы пороговое значение уровня топлива может соответствовать процентному содержанию N% объема топлива, когда бак рассматривается как полный, при этом N% может быть любым одним из: не более чем 95%, не более чем 90%, не более чем 85%, не более чем 80%, не более чем 75%, не более чем 70%, не более чем 65%, не более чем 60%, не более чем 55%, не более чем 50%, не более чем 45%, не более чем 40%, не более чем 35%, не более чем 30%, не более чем 25%, не более чем 20%, не более чем 15%, не более чем 10% или не более чем 5%; меньше чем 5%.
В качестве альтернативы количество паров топлива в зазоре над топливом в баке может быть рассчитано, например, путем определения уровня кислорода в зазоре, и это может быть осуществлено, например, путем обеспечения подходящего кислородного датчика 370 на баке, функционально связанного с контроллером 500 посредством линии 570. Например, такой кислородный датчик 570 может содержать любой один из следующих, хорошо известных в области техники: титанового кислородного датчика, циркониевого кислородного датчика, узкополосного кислородного датчика, широкополосного кислородного датчика.
В дополнение к определению уровня кислорода контроллер 500 может также определять давление, температуру, а также объем зазора над уровнем топлива в баке. Например, давление и температура в баке могут быть определены посредством соответствующего VPS 310 и VTS 320, тогда как объем в зазоре над уровнем топлива может быть определен, исходя из сведений о внутренней геометрии бака, а также высоты уровня топлива в баке (например, в условиях номинального горизонтального положения), что может быть обеспечено посредством FLS 330.
номинальный
номинальный
фактический
фактический
номинальный
фактический
номинальный
Контроллер 500 может тогда определять, исходя из принципов термодинамики, сколько кислорода М потребовалось бы, чтобы полностью заполнить этот объем при соответствующих температуре и давлении, и сравнивает это номинальное количество кислорода М с фактическим количеством кислорода М, измеренным посредством кислородного датчика. Считается, что чем ближе два количества М и М друг к другу, тем меньшее количество паров топлива находится в зазоре в баке. С другой стороны, чем меньшее М соотносится с М, тем большее количество паров топлива находится в зазоре в баке.
По меньшей мере в этом примере линия 580 связи также выполнена в виде одной или нескольких шин или в виде электрических кабелей. В альтернативных вариантах этого примера линия 580 связи выполнена в виде элемента беспроводной связи между блоком 500 управления и DVV 600. При необходимости в примерах с проводной связью может быть использована матрица CAN-BUS или подобные протоколы.
Согласно аспектам раскрытого в данном документе объекта изобретения, как показано на фиг. 8, способ управления системой 100' вентилирования в режиме работы ОМ, согласно другому примеру, в целом обозначен позицией 3000, и в нем объединены функция вентилирования DVV 600 и функция вентилирования VCV 200.
Способ 3000 реализуется только в условиях, при которых двигатель транспортного средства работает, либо вхолостую, либо с обеспечением движущей силы для перемещения транспортного средства. Соответственно, система 100' вентилирования выполнена с возможностью определения, на первом этапе 3100 способа 3000, работает ли двигатель или нет, и если двигатель работает, то согласно способу можно переходить к следующему этапу 3150. Например, если на блок 500 управления подают питание, то это в целом говорит о том, что двигатель запущен. Кроме того, если блок 500 управления связан с блоком управления двигателя (ECU), то блок 500 управления может принимать от ECU сигналы. С другой стороны, если блок 500 управления не связан с ECU, то блок 500 управления может определять, что двигатель запущен, например, исходя из значений ускорения/вибрации, обнаруженных посредством акселерометров.
Этап 3150 подобен этапу 1150 способа 1000, с учетом необходимых изменений.
0
0
0
На этапе 3150 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает или нет давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, предварительно определенное давление Р удержания (на практике, превышает ли давление Р удержания плюс коэффициент гистерезиса Δ). При определении на этапе 3150 того, что давление Р в баке не больше (то есть меньше), чем (Р +Δ), не нужно предпринимать каких-либо действий, то есть блок 500 управления не отправляет какой-либо сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 остается в нормально закрытом положении (3152 на фиг. 8), так что сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 по-прежнему исключено. В таком случае согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
0
С другой стороны, при определении на этапе 3150 того, что давление Р в баке больше, чем (Р +Δ), необходимо предпринять определенные действия, и согласно способу переходят к этапу 4100. Эти действия представляют собой либо вентилирование бака посредством VCV 200, либо очистку бака 20 посредством DVV 600, как будет понятно из данного документа.
На этапе 4100 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, является или нет «отношение воздуха к топливу» в баке, то есть в пустом пространстве над уровнем жидкого топлива в баке 20, определенном системой 100' вентилирования, «хорошим», другими словами, что условия в баке, в частности в зазоре над уровнем топлива в баке, являются необходимыми для вентилирования бака непосредственно в двигатель посредством DVV 600.
Например, такие условия могут соответствовать диапазону конкретных комбинаций условий давления, температуры и объема зазора в баке, которые указывают на необходимые условия в зазоре в баке для вентилирования зазора непосредственно в двигатель.
Разумеется, условия могут изменяться в зависимости от характера работы двигателя, типа и выходной мощности двигателя, а также от окружающих условий и условий в баке, например давления, температуры и/или уровня топлива в баке. Например, условия в баке, когда двигатель работает вхолостую, могут очень отличаться от условий в баке, когда двигатель обеспечивает транспортному средству ускорение, или когда транспортное средство находится в движении с тяжелым грузом, или когда транспортное средство перемещается по магистрали с постоянной скоростью.
При необходимости, данные касательно необходимых условий в баке могут быть связаны с системой впрыска топлива транспортного средства и могут быть использованы для обеспечения возможности регулирования количества топлива, впрыскиваемого в двигатель, с учетом количества паров топлива, направляемых в двигатель, и, таким образом, поддержания отношения воздуха к топливу, обеспечиваемого в двигателе посредством системы впрыска топлива (или карбюратора) и путем вентилирования бака при (как правило) стехиометрическом отношении для конкретного типа топлива, плюс-минус приемлемый допуск.
Если система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, на этапе 4100 определяет, что условия в баке превышают требуемые соответствующие пороговые значения (соответствующие необходимому или «хорошему» отношению воздуха к топливу), то согласно способу 3000 переходят к этапу 4200 с обеспечением возможности вентилирования бака 20 посредством DVV 600. На этапе 4200 блок 500 управления отправляет сигнал или команду на открывание в DVV 600, и DVV 600 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 (в частности, его воздухозаборником), так что пары топлива могут теперь перемещаться непосредственно в двигатель 700 и использоваться в нем за счет сгорания. Это, в свою очередь, может обеспечивать снижение нагрузки на VRC 40.
После этапа 4200 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, продолжает отслеживать давление Р в баке 20, определенное посредством VPS 310, на этапе 4300.
0
0
0
На этапе 4300 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает или нет давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, предварительно определенное давление удержания Р (на практике, превышает ли давление Р удержания плюс коэффициент гистерезиса Δ). При определении на этапе 4300 того, что давление Р в баке не больше (то есть меньше), чем (Р +Δ), не нужно предпринимать каких-либо действий, то есть блок 500 управления не отправляет какой-либо сигнал или команду на открывание в DVV 600, и DVV 600 возвращается в нормально закрытое положение (4400 на фиг. 8), так что сообщение по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 исключено. В таком случае согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
0
С другой стороны, при определении на этапе 4300 того, что давление Р в баке больше, чем (Р +Δ), необходимо предпринять определенные действия, и согласно способу переходят к этапу 4500. Этап 4500 подобен этапу 4100, с учетом необходимых изменений, и опять условия в баке 20 снова отслеживают посредством системы 100' вентилирования.
Таким образом, на этапе 4500 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, считаются или нет условия в баке, то есть в пустом пространстве над уровнем жидкого топлива в баке 20, определенном системой 100' вентилирования, пригодными для вентилирования или нет.
Если система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, на этапе 4500 определяет, что условия в баке являются пригодными для вентилирования (соответствующими необходимому или «хорошему отношению воздуха к топливу»), то DVV 600 продолжает оставаться открытым с обеспечением возможности продолжения вентилирования бака 20 посредством DVV 600, и согласно способу 3000 происходит возврат к этапу 4300.
С другой стороны, если система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, на этапе 4500 определяет, что условия в баке не являются пригодными для вентилирования (больше не соответствуют необходимому или «хорошему отношению воздуха к топливу»), то блок 500 управления прекращает отправку сигнала или команды на открывание в DVV 600, и DVV 600 возвращается в нормально закрытое положение (4400 на фиг. 8). В такой ситуации сообщение по текучей среде между баком 20 и двигателем 700 исключено, и согласно способу 3000 происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
С другой стороны, если на этапе 4100 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что условия в баке не являются пригодными для вентилирования (то есть больше не соответствуют «хорошему» отношению воздуха к топливу), то согласно способу 3000 переходят к этапу 3154 вместо этапа 4200 с выборочным обеспечением вентилирования бака 20 посредством VCV 200, и DVV 600 остается в закрытом положении.
На этапе 3154 VCV 200 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение давления Р в баке 20.
После этапа 3154 система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, продолжает отслеживать давление Р в баке 20, определенное посредством VPS 310, на этапе 3200, который подобен этапу 1200 способа 1000, с учетом необходимых изменений.
0
0
0
0
0
Таким образом, на следующем этапе 3200 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли давление Р в баке 20 давление Р удержания, или по сути определяет, что давление Р больше, чем давление удержания Р за вычетом коэффициента гистерезиса Δ, то есть меньше, чем (Р - Δ). Если давление Р удержания не больше, чем (Р - Δ), то блок 500 управления прекращает отправку сигнала или команды на открывание в VCV 200 (3152 на фиг. 8), и VCV 200 возвращается в нормально закрытое положение с исключением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива больше не могут проходить в VRC 40.
0
С другой стороны, если на этапе 3200 давление Р в баке больше, чем (Р - Δ), VCV 200 остается в открытом положении, и согласно способу 3000 переходят к этапу 3300, который подобен этапу 3300 способа 1000, с учетом необходимых изменений.
0
0
0
На этапе 3300 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает ли уровень топлива в баке 20, определенный посредством LS 340, исходный уровень Н, который соответствует максимальному безопасному уровню LCO в отношении топлива в баке 20. Если уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) исходный уровень Н, VCV 200 остается открытым, и согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке. В качестве альтернативы, если уровень топлива не больше, чем (то есть меньше чем) исходный уровень Н, то согласно способу происходит возврат к этапу 3200 (пунктирная линия на фиг. 8).
0
С другой стороны, если на этапе 3300 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что уровень топлива в баке 20 больше, чем исходный уровень Н, то согласно способу переходят к этапу 3400, тогда как в то же время VCV 200 остается в открытом положении и продолжает обеспечивать сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива могут не продолжать проходить в VRC 40.
0
0
0
На этапе 3400 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет ускорение/замедление бака (то есть транспортного средства), определенное посредством AS 350, а также темп изменения такого ускорения/замедления. Система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, также определяет, превышает ли ускорение/замедление бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, соответствующее исходное ускорение А или превышает ли темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, соответствующий исходный темп изменения ускорения А, то есть темп исходного ускорения dA. Система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, может определять темп изменения ускорения/замедления бака путем отслеживания соответствующего ускорения/замедления бака 20 вдоль соответствующей оси X, оси Y или оси Z по времени.
0
0
0
0
Как было раскрыто выше, соответствующее пороговое значение А может быть одинаковым для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение А может быть разным для ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z. Дополнительно или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение dA может быть одинаковым для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, или в качестве альтернативы соответствующее пороговое значение dA может быть разным для темпа ускорения вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z.
0
2
Исходное ускорение А соответствует ускорению бака (и, таким образом, соответствующего транспортного средства) в условиях стационарного состояния, может находиться, например, в диапазоне от приблизительно +2g до приблизительно -2g (то есть максимально двукратное ускорение или замедление относительно ускорения, придаваемого силой тяжести (обычно g=9,81 м/с) и обычно дает угол наклона между уровнем топлива в топливном баке и номинальным горизонтальным исходным уровнем, соответствующим ситуации, когда бак расположен горизонтально и не двигается или подвергается действию сил ускорения.
0
0
Темп исходного ускорения dA соответствует темпу ускорения бака (и, таким образом, соответствующего транспортного средства) в условиях нестационарного состояния, например, когда топливо в баке испытывает колебание жидкости в баке. Например, темп ускорения dA может находиться, например, в диапазоне от приблизительно +0,1 g/c до приблизительно -0,1 g/c.
0
0
Если на этапе 3400 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, не превышает соответствующего исходного ускорения А, и если система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль каждой одной из оси X, оси Y или оси Z, не превышает соответствующий темп исходного ускорения dA, то согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке. Блок 500 управления продолжает отправлять сигнал или команду на открывание в VCV 200, который, следовательно, остается в открытом положении.
0
0
С другой стороны, если на этапе 3400 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующее исходное ускорение А, или если темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль любой одной из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующий темп исходного ускорения dA, то согласно способу переходят к этапу 3500, который подобен этапу 1500 способа 1000, с учетом необходимых изменений. Блок 500 управления продолжает отправлять сигнал или команду на открывание в VCV 200, который, следовательно, остается в открытом положении.
0
0
В альтернативных вариантах этого примера, если на этапе 3400 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, что ускорение/замедление бака 20, вдоль каждой одной из любых двух или больше из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующее исходное ускорение А, и/или если темп изменения ускорения/замедления бака 20, вдоль каждой одной из любых двух или более из оси X, оси Y или оси Z, превышает соответствующий темп исходного ускорения dA, то согласно способу переходят к этапу 3500, и VCV 200 остается открытым.
1
На этапе 3500 система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, превышает или нет давление Р (обычно манометрическое давление) в баке 20, определенное посредством VPS 310, указанное выше максимальное давление P.
1
1
1
Если система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет на этапе 3500, что давление Р в баке не меньше, чем P, то есть давление Р в баке больше, чем P,. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение давления Р в баке 20 до величины, которая по меньшей мере ниже, чем P. После этого согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
1
С другой стороны, при определении на этапе 3500 того, что давление Р в баке меньше, чем P, не нужно предпринимать каких-либо действий, то есть блок 500 управления не отправляет какой-либо сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 остается в нормально закрытом положении (3600 на фиг. 8), так что сообщение по текучей среде между баком 20 и VRC 40 исключено.
1
1
После этапа 3600 VCV 200 остается в нормально закрытом положении на период t на этапе 3700, на котором период t соответствует продолжительности импульса закрывания.
1
После периода t блок 500 управления на этапе 3800 отправляет сигнал или команду ОС на открывание в VCV 200, и VCV 200 переходит в открытое положение с обеспечением тем самым сообщения по текучей среде между баком 20 и VRC 40, так что пары топлива теперь могут проходить в VRC 40. После этого согласно способу происходит возврат к этапу 3150, на котором снова отслеживают определение давления в баке.
Таким образом, система 100' вентилирования, в частности блок 500 управления, работает для:
- вентилирования бака 20 непосредственно в двигатель, когда отношение воздуха к топливу в баке 20 является допустимым/необходимым («хорошим»);
1
- вентилирования, когда отношение воздуха к топливу в баке 20 не является допустимым/необходимым, бака в VRC 40 путем удерживания VCV 200 в открытом положении всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 превышает Р;
0
0
- удерживания VCV 200 в закрытом положении всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 не превышает Р или по сути не превышает (Р - Δ);
0
0
0
- либо открывания, либо закрывания VCV 200 всякий раз при определении, что давление Р в баке 20 находится между Р и Р1 или по сути между Р и (Р - Δ), при этом система 100 вентилирования, в частности блок 500 управления, определяет, должен ли VCV 200 находиться в открытом положении или закрытом положении, исходя из других параметров, таких как, например, уровень топлива в баке и/или ускорение или темп ускорения бака 20.
В по меньшей мере некоторых вариантах представленного выше примера способа 3000 способ может быть изменен с обеспечением возможности учета данных о температуре, полученных, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS). Например, температура топливного бака может в по меньшей мере некоторых случаях влиять на внутреннюю геометрию топливного бака, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS), могут быть использованы на этапе 3300 для изменения значения Но для компенсации температуры. Например, в жаркий день бак может расширяться во внутреннем объеме и, таким образом, вызывать снижение уровня топлива на такой же объем топлива.
0
0
0
Дополнительно или в качестве альтернативы значение соответствующего исходного ускорения А может изменяться с температурой, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS), могут быть использованы на этапе 4400 для изменения значения соответствующего исходного ускорения А и/или для изменения значения соответствующей исходного темпа ускорения dA для компенсации температуры.
0
1
Дополнительно или в качестве альтернативы значение давления Р в баке может изменяться с температурой, и, таким образом, данные о температуре, полученные, например, посредством датчика 320 температуры паров (VTS) могут быть использованы на одном или нескольких из этапов 3150, 3200, 3500 для изменения значения соответствующего давления Р s и/или P для компенсации температуры.
В пунктах представленной далее формулы изобретения, касающихся способа, буквенно-цифровые обозначения и римские числа, использованные для обозначения заявленных этапов, представлены исключительно для удобства и не подразумевают какой-либо конкретный порядок выполнения этапов.
Наконец, следует понимать, что слово «содержащий», используемое во всей прилагаемой формуле изобретения, необходимо рассматривать как означающее «включительно, но без ограничений».
Несмотря на то что были представлены и раскрыты примеры согласно раскрытому в данном документе объекту изобретения, следует иметь в виду, что без отклонения от объема раскрытого в данном документе объекта изобретения, определенного в формуле изобретения, в них может быть внесено много изменений.