本發(fā)明涉及車輛液體容納系統(tǒng)、尤其是燃料存儲系統(tǒng)的領(lǐng)域，特別是涉及泄露檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在車輛燃料系統(tǒng)的領(lǐng)域中，已知使用燃料儲箱內(nèi)的熱敏電阻陣列通過檢測陣列的不同熱敏電阻處的溫度差來確定所存儲的液體燃料的液位。該差別是由某些熱敏電阻浸沒在液體燃料中而其它則處于液體表面上方的蒸汽頂室中、從而使得它們被具有不同的熱容的媒質(zhì)圍繞的事實所造成的。

US 7,698,939公開了一種用于感應(yīng)燃料液位的系統(tǒng)，其包括感應(yīng)燃料液位的傳感器和在預(yù)定時間內(nèi)將恒定的電壓施加給傳感器的電壓源。該系統(tǒng)包括在該預(yù)定時間的開始和結(jié)束時測量傳感器的輸出的控制模塊。該控制模塊基于上述輸出確定浸沒在燃料或空氣中的傳感器的數(shù)量并基于該浸沒在燃料或空氣中的傳感器的數(shù)量來計算燃料液位。

US 6,662,650公開了一種在大的運行溫度范圍上檢測珠狀雙熱敏電阻傳感器的干/濕狀態(tài)的方法，該方法包括以下步驟：使第一和第二預(yù)定電流分別通過傳感器的熱敏電阻珠的一個和另一個，第二預(yù)定電流明顯小于第一預(yù)定電流；測量該一個熱敏電阻珠上的響應(yīng)第一預(yù)定電流的第一電壓，并產(chǎn)生表征該第一電壓的第一信號；測量該另一個熱敏電阻珠上的響應(yīng)第二預(yù)定電流的第二電壓，并產(chǎn)生表征該第二電壓的第二信號；通過偏移和增益來修改第二信號以產(chǎn)生第三信號；以及，基于第一和第三信號在該大的運行溫度范圍上檢測該傳感器的干/濕的狀態(tài)。第一預(yù)定電流以使得該一個熱敏電阻珠成為檢測熱敏電阻珠的平均電流通過該一個熱敏電阻珠，并且第二預(yù)定電流以使得該另一個熱敏電阻珠成為參照熱敏電阻珠的平均電流通過該另一個熱敏電阻珠。

US 2004/0200277公開了一種流體存儲儲箱的液位檢測器，其包括微處理器、串聯(lián)或并聯(lián)連接的阻抗元件的網(wǎng)絡(luò)，以及多個位于其之間的導(dǎo)體元件，這些導(dǎo)體元件被連接到電源。阻抗元件具有高溫度系數(shù)，并且通過使高電流通過這些元件而被加熱，在該高電流通過之后，低電流通過這樣元件，這些元件之間的電壓被微處理器取樣。阻抗元件通過傳導(dǎo)而喪失熱量，這樣能夠檢測出冷卻不同的一對阻抗元件，這是由其鄰近儲箱內(nèi)的空處或儲箱內(nèi)的流體而在兩者之間產(chǎn)生的不同結(jié)果。由此能夠確定存儲儲箱內(nèi)的流體液位的近似值并遠程地發(fā)出信號。

US 6,098,457公開了一種流體液位檢測器，其包括由絕熱材料構(gòu)成的基板和一個或多個位于該基板上的熱敏電阻傳感器元件，該基板適于被浸沒在流體中。電流源被連接到傳感器元件以產(chǎn)生能在預(yù)定時期周期通過傳感器的電流。電流加熱傳感器元件并至少在該時間周期導(dǎo)致傳感器元件上的電壓變化。在該時間周期的電壓變化量能反映流體液位，這是因為流體起到傳感器元件的散熱器的作用。傳感器元件上的電壓被測量，并確定電壓斜率。所確定的電壓斜率指示流體液位。

US 5,022,263公開了一種用于檢測機動車或類似機器的燃料儲箱內(nèi)存留的燃料的量的燃料量檢測器，其用于在任何環(huán)境溫度或燃料溫度下以低電流和高可靠性來準確地檢測存留的燃料的量，并消除熱敏電阻系統(tǒng)或金屬絲系統(tǒng)檢測器的缺陷。在支承基板上形成具有用于自生熱的大的阻抗溫度系數(shù)的熱敏變阻泡，由于浸入燃料的部分被蒸發(fā)熱量冷卻而造成的熱敏阻抗的改變被檢測到，并以差分電壓輸出。在該支承基板上布置用于修正溫度的熱敏變阻泡，以防止由于對燃料儲箱內(nèi)溫度的修正而可能造成該差分輸出電壓的任何誤差。

現(xiàn)有解決方案僅被用于液位檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種車輛液體容納系統(tǒng)，其包括儲箱、用于檢測儲箱內(nèi)的蒸汽頂室中的壓強的壓強傳感器、至少兩個用于在儲箱的多個位置處檢測溫度的熱敏電阻，以及可操控地連接到該壓強傳感器和熱敏電阻的泄露檢測邏輯元件，該泄露檢測邏輯被配置為：使用熱敏電阻中的第一熱敏電阻來實施檢測儲箱中的蒸汽頂室中的溫度的第一測量值；應(yīng)用至少該第一溫度測量值來估算期望的壓強變化；監(jiān)控由壓強傳感器檢測的壓強；判定所監(jiān)控的壓強是否偏離期望的壓強變化；以及，根據(jù)該判定，產(chǎn)生泄露狀態(tài)信號。

在整個本申請中，該車輛液體容納系統(tǒng)都尤其可以是車輛燃料存儲系統(tǒng)。

本發(fā)明基于本發(fā)明人這樣的認識：熱敏電阻能夠有利地被用于更準確地確定儲箱中的流體(液體和蒸汽/空氣)的狀態(tài)，并且該狀態(tài)信息能夠產(chǎn)生對期望的壓強變化的更好的預(yù)測。這降低了在用所觀測到的壓強變化來檢測泄露狀態(tài)時得到錯誤否定或錯誤肯定的概率。

在符合本發(fā)明的系統(tǒng)中，泄露檢測邏輯元件還被配置為使用第二熱敏電阻來實施測量包含在儲箱中的液體體積中的溫度的第二測量值，并且所述估算還應(yīng)用至少該第二溫度測量值。

如果蒸汽相和液相兩者的溫度都被考慮，就能夠更準確地預(yù)測期望的壓強變化。熱敏電阻被布置在儲箱中的不同位置處，使得正常地至少一個熱敏電阻浸沒在液體體積中(或處于儲箱外的相應(yīng)位置處)，并且至少一個熱敏電阻暴露于蒸汽頂室(或處于儲箱外的相應(yīng)位置處)。

在一個具體實施例中，泄露檢測邏輯元件還被配置為：

-在車輛不行駛的時(例如發(fā)動機熄火)，實施測量所述儲箱中的液體量的測量值，

-另外還應(yīng)用所述儲箱中的液體量的所述測量值來估算所述期望的壓強變化，

-檢測對應(yīng)于車輛啟動的事件，

-如果檢測到車輛啟動，就檢測對應(yīng)于所述儲箱中的液體的預(yù)定移動的事件(即預(yù)定的晃動事件，其優(yōu)選地通過燃料移動指示來確定或通過車輛的加速來推斷出)，

-如果檢測到所述儲箱中的液體的預(yù)定移動，就判定所述被監(jiān)控的壓強是否偏離所述期望的壓強變化。

如果蒸汽相、液相和儲箱中的液體量(即熱質(zhì)量)被考慮進去，就能夠更準確地預(yù)測期望的壓強變化。

在另一實施例中，符合本發(fā)明的車輛液體容納系統(tǒng)還包括用于在所述儲箱的液相中引入熱量的裝置，其中泄露檢測邏輯元件還被配置為能夠激活該用于引入熱量的裝置，并且其中壓強的監(jiān)控包括監(jiān)控在激活所述用于引入熱量的裝置之后的壓強。

在一個實施例中，符合本發(fā)明的車輛液體容納系統(tǒng)還包括用于促進從儲箱內(nèi)的液相到儲箱內(nèi)的蒸汽相的熱量傳遞的裝置，其中泄露檢測邏輯元件還被配置為能夠激活該用于促進熱量傳遞的裝置，并且其中壓強的監(jiān)控包括監(jiān)控在激活該用于促進熱量傳遞的裝置之后的壓強。

當液體容納系統(tǒng)中存在液體燃料時，不被液體燃料占據(jù)的空間會被包含一定量的燃料蒸汽的空氣混合物填充，該一定量取決于燃料的溫度和揮發(fā)性。該空間因此被稱作“蒸汽頂室”。液體燃料部分將被稱作“液相”，并且存在于液相上方的蒸汽頂室中的氣態(tài)的燃料將被稱作“蒸汽相”。

這些實施例的一個優(yōu)點在于，儲箱內(nèi)的環(huán)境能夠被設(shè)定成這樣的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，能夠更容易地觀察到異常情況(泄露)。例如，如果蒸汽頂室中的壓強被人為地升高(通過將熱量引入蒸汽頂室中或從液相傳遞熱量給蒸汽頂室來提高蒸汽相的溫度)，將能夠觀測到壓強是否衰減、以何種速率衰減，并能夠?qū)⒃撚^測與非泄露狀態(tài)比較。

在一個具體實施例中，用于促進熱量傳遞的裝置包括泵，所述泵通過供給管線和布置在該供給管線的分支內(nèi)的噴霧器將液體從儲箱泵送到車輛系統(tǒng)，該噴霧器的出口設(shè)置在儲箱內(nèi)，泄露檢測邏輯元件被配置為能夠操控泵以激活噴霧器，并且壓強的監(jiān)控包括監(jiān)控激活噴霧器之后的壓強。

在一個實施例中，符合本發(fā)明的車輛液體容納系統(tǒng)能夠在已知系統(tǒng)為密封時，基于觀測到的壓強的升高來確定該系統(tǒng)中的液體的揮發(fā)性。

該實施例的一個優(yōu)點在于該系統(tǒng)的各種觀測到的狀態(tài)變量(氣體相的溫度、壓強)能夠被用于準確地確定或預(yù)測儲箱內(nèi)的液相的揮發(fā)性，這是因為對于給定的燃料揮發(fā)性，期望的平衡蒸汽壓強是已知的。該系統(tǒng)優(yōu)選地包含傳感器或寄存器，其能夠跟蹤各種輸入和輸出閥門的狀態(tài)以在進行揮發(fā)性確判定時確定液體容納體積處于密封狀態(tài)。

在一個具體實施例中，熱敏電阻被布置為構(gòu)成熱敏電阻陣列。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于現(xiàn)在能夠?qū)崦綦娮桕嚵?目前為止僅用于燃料液位檢測并且其成本鑒于其單一目性經(jīng)常是不可接受地高昂的)用作泄露檢測系統(tǒng)的一部分，使得泄露檢測系統(tǒng)大為更加準確。由此，本發(fā)明在已經(jīng)存在熱敏電阻陣列的車輛設(shè)計中尤其有利。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種機動車，該機動車包括如上所述的車輛液體容納系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于驗證車輛液體容納系統(tǒng)的完整性的方法，其中所述車輛液體容納系統(tǒng)包括儲箱、用于檢測儲箱內(nèi)的蒸汽頂室中的壓強的壓強傳感器，以及至少兩個熱敏電阻，包括第一熱敏電阻用于檢測儲箱的第一位置處的溫度，和第二熱敏電阻用于檢測儲箱的第二位置處的溫度，該方法包括：使用第一熱敏電阻來實施測量儲箱中的蒸汽頂室中的溫度的第一測量值，并使用第二熱敏電阻來實施測量包含在儲箱中的液體體積中的溫度的第二測量值；應(yīng)用至少該第一溫度測量值和至少該第二溫度測量值來估算期望的壓強變化；監(jiān)控由壓強傳感器檢測的壓強，并且判定所監(jiān)控的壓強是否偏離該期望的壓強變化。

在一個實施例中，該方法還包括：

-在車輛不行駛的時，實施測量所述儲箱中的液體量的測量值，

-另外還應(yīng)用儲箱中的液體量的測量值來估算所述期望的壓強變化，

-檢測對應(yīng)于車輛啟動的事件，

-如果檢測到車輛啟動，就檢測對應(yīng)于所述儲箱中的液體的預(yù)定移動的事件，

-如果檢測到所述儲箱中的液體的預(yù)定移動，就判定所述被監(jiān)控的壓強是否偏離所述期望的壓強變化。

優(yōu)選地，通過使用熱敏電阻來實施所述實施測量所述儲箱中的液體量的測量值的步驟和所述檢測對應(yīng)于所述儲箱中的液體的預(yù)定移動的事件的步驟。

在符合本發(fā)明的方法的一個實施例中，車輛液體容納系統(tǒng)還包括用于將熱量引入所述儲箱的液相的裝置，該方法還包括激活該用于引入熱量的裝置，其中壓強監(jiān)控包括監(jiān)控在該用于引入熱量的裝置激活之后的壓強。

在符合本發(fā)明的方法的一個實施例中，車輛液體容納系統(tǒng)還包括用于促進從儲箱內(nèi)的液相到儲箱內(nèi)的蒸汽相的熱量傳遞的裝置，該方法還包括激活該用于促進熱量傳遞的裝置，其中壓強監(jiān)控包括監(jiān)控在該用于促進熱量傳遞的裝置激活之后的壓強。

在一個具體實施例中，用于促進熱量傳遞的裝置包括泵，該泵通過供給管線和布置在供給管線的分支內(nèi)的噴霧器將液體從儲箱泵送到車輛系統(tǒng)，該噴霧器的出口設(shè)置在儲箱內(nèi)，該方法包括操控泵以激活噴霧器，其中壓強監(jiān)控包括監(jiān)控在噴霧器激活之后的壓強。

在一個實施例中，符合本發(fā)明的方法還包括在已知系統(tǒng)為密封時，基于候所觀測到的壓強的升高來確定系統(tǒng)中的液體的揮發(fā)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，其包括被配置為能夠使處理器執(zhí)行如上所述的方法的步驟的代碼。

符合本發(fā)明的方法和計算機程序產(chǎn)品的實施例的技術(shù)效果和優(yōu)點經(jīng)必要改動對應(yīng)于符合本發(fā)明的方法的相應(yīng)實施例的技術(shù)效果和優(yōu)點。

本申請人未公開的申請?zhí)朠CT/EP2013/076484的國際專利申請描述了一種車輛液體容納系統(tǒng)，其包括儲箱、通過供給管線將液體從該所述儲箱泵送至車輛系統(tǒng)的泵、用于檢測所述儲箱內(nèi)的蒸汽頂室中的壓強的壓強傳感器，以及被布置在所述供給管線的分支內(nèi)的噴霧器，所述噴霧器的出口被布置在所述儲箱內(nèi)。該申請還描述了一種用于驗證如上所述的車輛液體容納系統(tǒng)完整性的方法，該方法包括操控泵以激活噴霧器，監(jiān)控所述壓強傳感器在所述噴霧器激活之后檢測到的壓強，以及判定所監(jiān)控的壓強是否偏離基于一個或更多個測量值的期望的壓強變化。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點，在附圖中：

-圖1示意性地示出了符合本發(fā)明的一個實施例的車輛液體容納系統(tǒng)；以及

-圖2提供了代表符合本發(fā)明的方法的一個實施例的流程圖。

具體實施方式

在已知泄露檢測方法中，經(jīng)常難以準確地確定表征正常(非泄露)狀態(tài)的壓強變化，尤其是初始壓強和/或壓強衰減率。據(jù)此，需要改善這樣的預(yù)測的準確性。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一種改善可預(yù)測的變化的準確性的方法在于使用儲箱中的蒸汽的溫度的信息，以及優(yōu)選地還使用儲箱中的液體的溫度和體積的信息。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，熱敏電阻能夠有效地提供所有相關(guān)信息。

要指出的是，某些已知泄露檢測方法依賴自然發(fā)生的溫度循環(huán)，而其它方法則依賴有意將熱量注入燃料儲箱。在后一種類別中，某些系統(tǒng)依賴由車輛的內(nèi)燃機的運行產(chǎn)生的熱量，這樣的系統(tǒng)明顯不能夠用于沒有可用的內(nèi)燃機或內(nèi)燃機通常長時期保持不工作的情況(電動和混合動力車輛分別是這樣的情況)。

在本發(fā)明的實施例中，一個或更多個熱敏電阻被用于確定燃料儲箱的蒸汽頂室中的蒸汽的特性，包括其相對于大部分燃料的溫度，以及其相對于蒸汽頂室中的環(huán)境溫度的熱容，以推斷出蒸汽空間中的碳氫化合物相對于空氣的摩爾分數(shù)。這能夠為泄露檢測的目的預(yù)測蒸汽壓強。

圖1示出了本發(fā)明的一個實施例，其中燃料儲箱1具有布置在其內(nèi)部的熱敏電阻陣列2。熱敏電阻陣列3被用于通過測量熱敏電阻3中每個的阻抗來確定儲箱中的燃料4的液位。由于儲箱中的液體部分5和蒸汽部分6的熱容差異很大，相關(guān)相位3’、3”上的熱敏電阻將在相同功率施加于其上時讀取到不同的電壓下降。

優(yōu)選地，相同的熱敏電阻3’、3”可用于被動模式中以確定液體部分6和蒸汽部分5中(以及可選地接近表面4處)的燃料的溫度?；谶@些溫度，能夠確定平衡溫度。使用氣體定律，能夠預(yù)測由于蒸汽部分5中的溫度變化造成的壓強變化。該預(yù)測隨后能被用于確定燃料儲箱1的體積是真正的封閉體積還是說存在泄露。更重要地，該預(yù)測能夠幫助確定所處的狀態(tài)是否適于經(jīng)由壓強來測量泄露。

通過集成車輛的環(huán)境溫度傳感器8，能夠確定儲箱內(nèi)的壓強是穩(wěn)定的還是可能經(jīng)歷過變化的。例如，如果液體溫度、蒸汽溫度和環(huán)境溫度都相同，就能夠預(yù)測在緊接的未來產(chǎn)生壓強的概率比當這些溫度中至少兩個之間存在大的差別時更低。

本發(fā)明的包括用于設(shè)定蒸汽頂室的溫度(以及由此的壓強)的裝置的實施例對于這些類別的車輛是特別有利的。這包括具有用于將燃料導(dǎo)入儲箱的裝置和/或用于促進從儲箱內(nèi)的液相到儲箱內(nèi)的蒸氣相的熱量傳遞的裝置，這些裝置尤其可以包括被激活以加熱燃料儲箱中的液體的燃料泵。在另一具體實施例中，該系統(tǒng)可以包括被布置為用于經(jīng)由供給管線和布置在供給管線的分支內(nèi)的噴霧器將液體從儲箱泵送到車輛系統(tǒng)的泵，該噴霧器的出口布置在儲箱內(nèi)。這有利于在液相和蒸汽相之間傳遞熱量。在本申請人名下的申請?zhí)朠CT EP2013/076484的歐洲專利中更詳細地描述了一種泵/噴霧器系統(tǒng)，該申請的內(nèi)容、尤其是圖1和圖2的描述通過本引用被包括在此，以提供本實施例的細節(jié)。

在儲箱內(nèi)測量到的相位之間的溫度差能夠幫助預(yù)測加熱燃料或?qū)⑵鋰姷秸羝斒抑袑τ谠趦ο鋬?nèi)產(chǎn)生壓強的有效性。如果液體燃料溫度明顯低于蒸汽溫度，那么將燃料噴到蒸汽頂室中應(yīng)會降低封閉體積中的壓強。相反地，如果燃料溫度高于蒸汽溫度，蒸汽頂室中的壓強則應(yīng)會升高?；跓崃W(xué)特性，這能夠被進一步量化，以不僅確定系統(tǒng)中存在泄露，而且還能夠推導(dǎo)出該泄露的尺寸。

在進一步的步驟中，能夠用一個或多個步驟在預(yù)定時間量內(nèi)將經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓提供給熱敏電阻并測量熱敏電阻在時間0和時間t的阻抗來測量蒸汽相的熱容。

在另一步驟中，蒸汽部分中的數(shù)個熱敏電阻能夠并行地實施上述步驟以提高精確度。

為了檢驗傳感器的功能并提高測量的可靠性，一個或每個具體部分(液體或蒸汽)中的多個傳感器能夠在給其提供能量之前并在此之后相互進行比較。

圖2提供了表示符合本發(fā)明的方法的一個實施例的流程圖。在第一步驟210中，第一熱敏電阻3”被用于實施測量儲箱1中的蒸汽頂室中的溫度的第一測量值。在可選的第二步驟220(該步驟可以與第一步驟210(以任何順序)順序地或同時地實施)中，第二熱敏電阻3被用于實施測量包含在儲箱1中的液體體積中的溫度的第二測量值。在步驟230中，根據(jù)至少該第一溫度測量值和(可選地)該第二溫度測量值估算期望的壓強變化。可選地，借助于熱敏電阻陣列實施的其它測量能夠為該期望的壓強變化的估算提供信息。這些測量值可以包括以上參照圖1描述的體積和熱容的測量值。在步驟240中，監(jiān)控由壓強傳感器7檢測的壓強，以確定步驟250被監(jiān)控的壓強是否偏離該期望的壓強變化。如果發(fā)現(xiàn)偏離，就可以發(fā)出泄露信號。

上述方法可以在作為專用硬件元件(例如ASIC)應(yīng)用的邏輯元件、可配置邏輯元件(例如FPGA)、恰當編程的處理器或這些元件的組合的控制下實施。本發(fā)明還涉及軟件，該軟件在被處理器執(zhí)行時可使處理器實施在此描述的方法。處理器可以被包括在車輛的ECU中。

盡管本發(fā)明在上文中是參照不同的系統(tǒng)和方法實施例描述的，這僅是為了說明清楚。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認識到，結(jié)合單獨的系統(tǒng)或方法描述的特征也可以以相同的技術(shù)效果和優(yōu)點應(yīng)用于對應(yīng)的方法或系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的范圍不限于這些實施例，而是由所附權(quán)利要求確定。