车辆液体容纳系统和验证该系统完好性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆液体容纳系统的领域，特别地涉及用于机动车中的燃料储箱和液体添加剂储箱。
【背景技术】
[0002]由于对车辆的燃料和其他化学品排放的环境要求越来越严格，车辆上载有化学品的储箱保持无泄露是至关重要的。因此，实际上必须为这些储箱配备用于检测并且优选地报告可能发生的任何泄漏的装置。
[0003]以下主要参照燃料储箱来描述现有技术和本发明。这样做并不丧失一般性，这是由于技术人员可以理解所做的陈述也适用于其他车辆液体储箱。
[0004]已知通过受控地增大或减小储箱内部的压强并随后观察储箱中的压强来检测储箱中的泄漏。气体的流入或流出导致改变的压强回到其休止状态。无泄露情况下的期望衰变率在物理上由与储箱流体联通的各种管线和阀门的性质决定。可以预先确定该期望衰变率，以校准该方法。如果压强以超过在校准的无泄漏条件下观察到的速率衰变，或者如果储箱甚至都无法达到目标测试压强(相对于正常压强增大或减小的压强)，那么确定存在泄漏。
[0005]已知方法用被称为“泄露检测泵”(leak detect1n pump，缩写为LDP)的专用泵来产生受控的压强变化。这种专用泵的安装是复杂和昂贵的。其他已知方法用车辆内燃机作为负压源(真空源)。这些方法的一个缺点在于它们不能用于无可用内燃机的情况或者内燃机可能会长时间保持不工作的情况(电动车辆和混合动力车辆分别就是这样的情况)。
[0006]而且，目前传统内燃车辆上的系统依赖于环境条件来产生压强变化以检测泄漏。因此，这些系统固有地不如通过其他方式引导压强的系统可靠。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的实施例的一个目的在于提供一种不具有这些缺陷的车辆液体容纳系统。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种车辆液体容纳系统，该系统包括储箱、被布置为用于通过供给管线从所述储箱向车辆系统泵送液体的泵、被布置为用于检测所述储箱内部蒸气仓(vapor dome)中的压强的压强传感器、以及被布置在所述供给管线的分支内的喷雾器，所述喷雾器的出口布置在所述储箱的内部。
[0009]优选地，喷雾器的出口布置在蒸气仓中，即在储箱中的流体液位之上。应理解的是，基于基础物理学，只要储箱中存储有任何数量的液体，储箱内的空气穴中就存在所述液体的蒸气。以下称该包含空气和蒸气混合物的穴为“蒸气仓”。
[0010]符合本发明的系统具有由液体泵供给的喷雾器，该喷雾器将雾化液体排放到蒸气仓中。
[0011 ] 在上述系统中，使用液体泵是有利的，这是由于该液体泵已经存在于应用中而不需要添加新的部件。但是，可以使用其他设备或装置来将流体喷洒到封闭系统的蒸气仓中。在任何应用中，出于多种原因，将流体喷洒到封闭系统的具有气体的蒸气仓中的效果可以是有利的。
[0012]在蒸气仓中包括流体和气体的封闭系统中，流体可以被用于产生两个附带效果。这两个效果对于任何具有封闭系统的应用可以是有利的。将一部分热的所述流体喷洒到蒸气仓中更冷的气体中将增大所述蒸气仓中的压强和温度。将一部分冷的所述流体喷洒到蒸气仓中更热的气体中将降低所述蒸气仓中的压强和温度。
[0013]符合本发明的系统能够通过监测在燃料流经喷雾器之后储箱中的压强变化来检测储箱中的泄漏。由于雾化液体被添加到空气-蒸气混合物中，蒸气仓中的压强应当以特有的方式增大。可以在校准的无泄漏条件下预先确定该特有的压强增大模式。如果在监测到的模式和校准模制之间检测到偏差(考虑一定的误差范围)，那么可以得出存在泄漏的结论。
[0014]作为一种减小误差范围的方式，可以使用包括但不限制于以下的一个或多个输入:系统中的燃料液位、系统内部的温度、系统外部的温度、大气压强、测试的持续时间。
[0015]在符合本发明的车辆液体容纳系统的一个实施例中，阀门被可操作地布置在泵和喷雾器之间(即在所述分支内)，以避免由于存在没有用于驱动车辆的过量燃料流而导致车辆正常运行期间的功率损失。
[0016]在符合本发明的车辆液体容纳系统的一个实施例中，阀门为由入口侧出现预定的最小压强而打开的常闭阀门。
[0017]该实施例的优点在于避免需要单独地控制阀门。只需控制泵来产生足够高的液体压强，届时(“旁通阀”类型的)阀门就会自动打开，产生所期望的流向喷雾器的流动，以产生所期望的压强增大。
[0018]在符合本发明的车辆液体容纳系统的另一实施例中，阀门为通过外部致动打开的常闭阀门。
[0019]该实施例的一个优点在于能够例如通过ECU来准确地控制打开阀门的时机。这使得喷雾器能够在比车辆正常运行时压强低得多的压强下运行，最终减少能量消耗。
[0020]在符合本发明的车辆液体容纳系统的一个实施例中，液体是燃料，并且车辆系统是内燃机的燃料注入系统。
[0021]在另一实施例中，液体是尿素，并且车辆系统是选择性催化还原系统的添加剂注入系统。
[0022]选择性催化还原(SCR)系统是一类污染控制系统，其使用还原剂来将存在于内燃机排放气体中的NOx化合物还原为无害的氮分子、氧气和水。还原剂优选地是氨，其由车辆上存储的前驱物就地产生。前驱物优选地是尿素，其可通过商购AdBlue商标名的共晶水溶液(eutectic aqueous solut1n)的方式而供车辆使用。本发明特别地适于使用尿素储箱。
[0023]在符合本发明的车辆液体容纳系统的一个实施例中，阀门和压强传感器可操作地由电子控制单元直接或间接地控制。
[0024]电子控制单元(ECU)是能够用于控制车辆上的各种进程的可编程元件(例如:处理器)。
[0025]在这里，“直接”控制指的是阀门的电子控制，而“间接”控制则指的是控制泵以输出足够的压强来打开旁通阀的方式。
[0026]ECU优选地被配置为在选定的时间点驱动泵和/或打开阀门，并且监测在所述打开之后所感测的压强随时间的变化。由于雾化液体被添加到空气-蒸气混合物中，蒸气仓中的压强应当以特有的方式增大。可以在校准的无泄漏条件中预先确定该特有的压强增大模式。ECU优选地存储校准的模式，并且被配置为判定所感测到的模式和校准的模式之间的偏差是否超出某一最大范围。如果超过该范围，那么ECU就优选地产生适当的泄漏检测警?艮?言^'o
[0027]在一个具体的实施例中，E⑶被配置为向车载诊断系统传送泄漏检测信号。
[0028]车载诊断(OBD)系统是一种专用车辆系统，其跟踪故障、特别是系统中具有潜在环境影响的故障。因此，OBD系统会在验证车辆是否满足适用的排放标准中起到重要作用。由于车载液体的泄漏会具有重大环境影响，因此，将泄漏检测信息导入OBD系统是有利的。
[0029]在符合本发明的车辆液体容纳系统的一个实施例中，喷雾器布置在储箱的最大填充液位的上方。
[0030]储箱的最大填充液位由常规方式来确定，以使得在正常使用中储箱从不完全充满液体。在该实施例中，喷雾器的出口总是位于蒸气仓中。
[0031]根据本发明的一方面，提供了一种车辆液体容纳系统，该系统包括储箱、压强传感器和/或压强开关、以及将燃料喷洒到燃料的蒸气空间中的