CN101205858B - 用于检测燃料-水分离器组件内的水的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种检测设置在内燃机的燃料系统内的燃料-水分离器组件内的水的方法。该方法包括下面步骤：A)检测在燃料-水分离器组件内部的单个可选择性激活的传感器，诸如传导型或者浮子式传感器，以检测水的存在；B)确定是否传感器被激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但是小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真则提供第一水平的警告；和C)确定是否传感器被激活大于第二预定的时间百分比，并且如果为真则提供第二水平的警告。构造来实施所要求保护的方法的装置也被公开。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测燃料-水分离器组件内的水的装置和方法，其中该燃料-水分离器组件在可操作地连接到内燃机的燃料系统内。
背景技术
在碳氢液体燃料中的水污染可起源于多个起源。由于在炼油厂实施的精炼和净化过程，微量水会存在于燃料中。此外，水可渗入燃料储存箱中或者形成为在储存箱或者输送卡车内部的冷凝水。而且，当燃料放置在车辆的燃料箱中时，水可通过冷凝形成或者无意间引入燃料箱中。
燃烧汽油类型燃料的内燃机在诸如较差驱动性能和失速发生的问题之前可容纳相对大量的水。然而，燃烧柴油类燃料的内燃机更不能容忍与燃料混合的水。这些发动机通常利用高压泵和燃料喷射装置，以用于引入加压燃料到内燃机中。该泵和喷射器是精确装置，其对水是敏感的，水具有较低的润滑性能和具有在金属上的腐蚀效果。从性能的观点上看，与燃料混合的水会导致在发动机运行的不平稳性，功率损失和较差的起动性能，特别在冷起动期间。
在内燃机的燃料系统内部燃料-水分离器组件的使用在现有技术中是已知的。燃料-水分离器组件通常包括水容器，其构造来容纳从燃料中分离的水。传感器可提供在水容器内部以检测水的存在并且提供给车辆的运行者警告信息。用来监控传感器的控制系统通常包括“防反跳(debounced)”型程序，其可操作来忽略由于水随车辆运动的晃荡引起的传感器的间歇激活。如此，采用单个传感器的通常控制系统提供检测在燃料-水分离器内水的一个水平，即临界水平的能力。
发明内容
提供一种检测设置在内燃机的燃料系统内部的燃料-水分离器组件内部的水的方法。该方法包括下面步骤：A)检测在燃料-水分离器组件内部的单个可选择性激活的传感器，诸如传导型或者浮子式传感器，以检测水的存在；B)确定是否传感器被激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但是小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真，则提供第一水平的警告；和C)确定是否传感器被激活大于第二预定的时间百分比，并且如果为真，则提供第二水平的警告。
第一水平的警告可以为视觉和/或听觉警告的形式。第二水平的警告，其比第一水平的警告更关键，可以为下面的至少一种形式：A)停止内燃机；B)限制内燃机的最大功率；C)限制内燃机的速度；和D)降低燃料系统的喷射压力。
还提供一种检测设置在内燃机的燃料系统内部的燃料-水分离器组件内部的水的装置。该装置包括相对于燃料-水分离器组件安装并且可操作来容纳水的水容器。单个可选择性激活的传感器相对于水容器安装并且可操作来检测在容器中的水。提供一种控制器，并且其充分编程为：A)监控传感器以检测水的存在；B)确定是否传感器激活大于或者等于第一预定的时间百分比，而小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真，则指令第一水平的警告；和C)确定是否传感器激活大于第二预定的时间百分比，并且如果为真，则指令第二水平的警告。
本发明的上述特征和优点及其它的特征和优点将从结合附图对实施本发明的最佳模式的以下详细描述中变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的具有燃料系统和控制器的内燃机的示意图示；和
图2是以流程图的方式的一种方法，其示出了通过图1的控制器实施的检测图1的燃料系统内部的水的方法。
具体实施方式
参见图1，示出了内燃机10，其具有通常用12表示的可操作地连接到内燃机上的燃料系统。图1的内燃机10是压燃的柴油机。但是，本领域技术人员将认识到要求保护的本发明可应用到内燃机的其它类型上，例如火花点燃的汽油机。燃料系统12包括燃料容器或者箱14，其构造为容纳预定量的燃料16。燃料吸取管18相对于燃料泵20安装并且可操作以连通燃料16到燃料泵20上，在泵中燃料随后被加压以用于通过管线24传送到燃料-水分离器组件22。虽然图1的燃料泵20示出在燃料-水分离器组件22的上游，本领域技术人员将认识到燃料泵20可放置在燃料-水分离器组件22的下游，同时这保持在要求保护的范围内。
燃料-水分离器组件22包括过滤元件26和水分离器28，它们被构造以分别从燃料16的内部除去微粒和水30。燃料-水分离器组件22具有安装到其上的水容器32，当水通过燃料-水分离器组件22时，该容器可操作以容纳从燃料16中抽取的水30。传感器34相对于水容器32安装并且在存在水30的情况下可选择激活。传感器34可以是传导型传感器或者浮子式传感器，它们的结构和运行对于本领域技术人员是已知的。本领域技术人员将认识到可采用的另外类型的传感器，同时它们保持在要求保护的范围内。
燃料16从燃料-水分离器传感器22通过管线38传输到喷射泵36上。燃料-水分离器传感器22优选设置接近于喷射泵36，以减少在燃料-水分离器传感器22的下游对燃料16的污染导致损坏的可能性。喷射泵36是可操作的以加压燃料16到高的水平，其中该燃料通过管线42随后传输到喷射器组件40上。该喷射器组件40包括燃料喷射器(未示出)，其是可操作的以可选择地和可变化地喷射预定量的燃料16到内燃机10中以用于在此燃烧。提供返回管线14以在燃料系统12内部再循环燃料16。
提供控制器46，其与传感器34和内燃机10连通。控制器46是对于本领域技术人员已知的基于可预编程的微处理器的单元。控制器46被构造以监控和接收来自传感器34的信号，以确定何时传感器34被激活，即何时水存在于水容器32的内部。此外，控制器46被构造以接收来自内燃机10的信号，从而监控多个运行情况，诸如发动机速度和发动机负荷，并且提供命令信号来影响内燃机10的运行。而且，控制器46是可操作的以提供控制信号到喷射泵36上，以影响传输到喷射器组件40的燃料16的喷射压力。
听觉警报48(诸如扬声器)和视觉警报50(诸如灯光)根据图2的方法52由控制器46控制，以当预定量的水30存在水容器32内部时警告车辆的操作者。参见图2，并且继续参见图1，示出了根据本发明的方法52。控制器46被充分编程或构造以执行方法52。该方法52开始在步骤54并且进行到步骤56，其中对是否由于车辆运动导致水容器32内部的水30的晃荡而引起传感器34的间歇激活进行确定。如果不存在传感器34的间歇激活，该方法回到步骤54。可选择的，如果存在传感器34的间歇激活，该方法52行进到步骤58，其中对是否传感器34激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但小于或者等于第二预定的时间百分比做出确定。第一和第二预定的时间百分比值是从试验或者分析得出的预定的校准值并且随着不同的燃料系统变化。该时间百分比通过将已经激活传感器34的时间量除以运行时间确定，该运行时间即已经激活传感器34的时间量结合未激活传感器34的时间量。如果在步骤58的确定为否，该方法52将循环直到为真。如果在步骤58的确定是真，则方法52前进到步骤60，其中第一水平的警告提供给车辆的操作者。第一水平的警告指示非临界水平的水30已经蓄积在水容器32内部并且该水容器30应该被排空。第一水平的警告优选是视觉和/或听觉警告的形式。第一水平的警告可通过控制器46实施，以指令视觉警报50和/或听觉警报48的运行。
然后方法52继续到步骤62，其中对是否传感器激活大于第二预定时间百分比做出确定。如果传感器34没有激活大于第二预定的时间百分比，该方法52将循环直到为真。该方法52行进到步骤64，其中第二水平的警告提供给操作者，该第二水平的警告表示在水容器32内部的水30的水平已经达到临界水平并且应该被排空。第二水平的警告比第一水平的警告严重，并且如此，控制器46可以指令下面的至少一个：A)关闭内燃机10；B)限制内燃机的最大功率；C)限制内燃机10的速度；D)降低燃料系统12的喷射压力。控制器46将优选继续提供第二水平的警告，直到已经从水容器32中排空水30。此外，历史信息可储存在控制器46内部以用于随后的取用，诸如内燃机10在水容器32内部的水30的临界水平下运行的时间长度。当维护内燃机10以辅助诊断涉及燃料系统12的腐蚀的性能问题时，这些历史信息是有用的。
第一和第二预定时间百分比是校准值，其必须对于多个类型的燃料-水分离器组件和传感器结构的每个进行确定。要求保护的本发明的方法和装置允许利用单个传感器34检测在燃料-水分离器组件22的水容器32内部的水30的非临界和临界水平。
虽然用于实施本发明的最佳模式已经详细描述，本领域技术人员将认识到在所附的权利要求内的用于实施本发明的各种可选设计和实施例。
Claims (15)
1. 一种检测设置在内燃机的燃料系统内的燃料-水分离器组件内的水的方法，该方法包括：
监测在燃料-水分离器组件内的单个可选择性激活的传感器，以检测水的存在；
确定是否所述传感器被激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但是小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真，则提供第一水平的警告；和
确定是否所述传感器被激活大于所述第二预定的时间百分比，并且如果为真则提供第二水平的警告。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一水平的警告是声音警报和视觉警报中的至少一个。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述第二水平的警告是下面中的至少一个：停止内燃机、限制内燃机的最大功率、限制内燃机的速度、和降低燃料系统的喷射压力。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述传感器是浮子式和传导型传感器中的一个。
5. 如权利要求1所述的方法，还包括持续提供所述第二水平的警告，直到燃料-水分离器内的水被排空。
6. 一种检测设置在内燃机的燃料系统内的燃料-水分离器组件内的水的装置，该装置包括：
水容器，其相对于燃料-水分离器组件安装并且可操作来容纳水；
单个可选择性激活的传感器，其相对于所述水容器安装并且可操作来检测所述容器中的水，
控制器，其充分编程为：
监测所述传感器以检测水的存在；
确定是否所述传感器激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真则指令第
一水平的警告；和
确定是否所述传感器激活大于第二预定的时间百分比，并且如果为真则指令第二水平的警告。
7. 如权利要求6所述的装置，还包括：
声音警报；和
其中所述控制器被构造以当所述第一水平的警告被指令时激活所述声音警报。
8. 如权利要求6所述的装置，还包括：
视觉警报；和
其中所述控制器被构造以当所述第一水平的警告被指令时激活所述视觉警报。
9. 如权利要求6所述的装置，其中当所述第二水平的警告被指令时所述控制器被构造以执行下面操作中的至少一项：停止内燃机、限制内燃机的最大功率、限制内燃机的速度、降低燃料系统的喷射压力、和储存历史信息。
10. 如权利要求6所述的装置，其中内燃机是压燃发动机。
11. 如权利要求6所述的装置，其中内燃机是火花点火发动机。
12. 如权利要求6所述的装置，其中所述传感器是浮子式和传导型传感器中的一个。
13. 如权利要求6所述的装置，其中燃料-水分离器组件包括过滤元件。
14. 一种检测设置在内燃机的燃料系统内的燃料-水分离器组件内的水的方法，该方法包括：
监测在燃料-水分离器组件内的单个可选择性激活的传感器，以检测水的存在；
确定是否所述传感器被激活大于或者等于第一预定的时间百分比，但是小于或等于第二预定的时间百分比，并且如果为真则提供声音警报和视觉警报中的至少一个；和
确定是否所述传感器被激活大于所述第二预定的时间百分比，并且如果为真则执行下面操作中的至少一项：停止内燃机、限制内燃机的最大功率、限制内燃机的速度、和降低燃料系统的喷射压力。
15. 如权利要求14所述的方法，其中内燃机是火花点火和压燃内燃机中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20111012 Termination date: 20151221 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |