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CN107916977B - 碳氢化合物排放监控 - Google Patents

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CN107916977B CN201710904132.0A CN201710904132A CN107916977B CN 107916977 B CN107916977 B CN 107916977B CN 201710904132 A CN201710904132 A CN 201710904132A CN 107916977 B CN107916977 B CN 107916977B
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Abstract

第一车辆包括碳氢化合物传感器和与碳氢化合物传感器通信的控制器。该控制器被编程为接收来自碳氢化合物传感器的指示碳氢化合物排放的数据并且确定碳氢化合物排放来源于第二车辆并且超过预定阈值。控制器还可以被编程为将报告碳氢化合物排放的消息传送到远程服务器。

Description

碳氢化合物排放监控
技术领域
本发明涉及一种碳氢化合物排放监控，并且具体地，涉及一种用于监控的控制器、第一车辆、以及监控方法。
背景技术
车载诊断系统是车辆中用于监控与排放有关的问题以及可能的其它车辆问题的系统。各种传感器被连接到车载诊断系统以监控对排放有影响的部件。如果传感器中的一个检测到问题，则车载诊断系统将照亮“检查发动机”指示灯。车载诊断系统包括连接器，技术人员可以将工具插入该连接器中来读取诊断故障代码(DTC)。诊断故障代码对应于通过一个或多个传感器检测到的问题。在1996年后制造并在美国销售的车辆必须具有符合第二代车载诊断系统连接器(OBD-II)标准的车载诊断系统。
发明内容
根据本发明，提供一种控制器，编程为：
检测第一车辆中的碳氢化合物排放；以及
确定碳氢化合物排放来源于第二车辆并且超过预定阈值。
根据本发明的一个实施例，确定碳氢化合物排放来源于第二车辆的编程包括确定第一车辆相对于第二车辆的位置改变已经发生并且在位置改变之后检测碳氢化合物排放的编程。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为使第一车辆相对于第二车辆而改变位置。
根据本发明的一个实施例，确定碳氢化合物排放来源于第二车辆的编程包括使滤罐净化阀关闭并且在滤罐净化阀关闭之后检测碳氢化合物排放的编程。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将报告碳氢化合物排放的消息传送到包括在第二车辆中的远程服务器。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将报告碳氢化合物排放的消息传送到与第二车辆分离的远程服务器。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为使通风系统基于升高的碳氢化合物排放来增加再循环设定。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将请求第三车辆验证碳氢化合物排放的消息传送到第三车辆中的远程服务器。
根据本发明，提供第一车辆包括：
碳氢化合物传感器；以及
控制器，该控制器与碳氢化合物传感器通信并且编程为：
接收来自碳氢化合物传感器的指示碳氢化合物排放的数据；以及确定碳氢化合物来源于第二车辆并且升高。
根据本发明的一个实施例，第一车辆还包括进气歧管，其中，碳氢化合物传感器被安装到进气歧管。
根据本发明的一个实施例，第一车辆还包括滤罐净化阀、滤罐以及与滤罐净化阀和滤罐流体连通的滤罐净化管；其中，碳氢化合物传感器被连接到滤罐净化管。
根据本发明的一个实施例，其中，确定碳氢化合物排放来源于第二车辆的编程包括使滤罐净化阀关闭并且接收来自碳氢化合物传感器的指示滤罐净化阀关闭之后的碳氢化合物排放的数据的编程。
根据本发明的一个实施例，确定碳氢化合物排放来源于第二车辆的编程包括确定第一车辆相对于第二车辆的位置改变已经发生并且接收来自碳氢化合物传感器的指示位置改变之后的碳氢化合物排放的数据的编程。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为使第一车辆相对于第二车辆改变位置。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将报告碳氢化合物排放的消息传送到包括在第二车辆中的远程服务器。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将报告碳氢化合物排放的消息传送到与第二车辆分离的远程服务器。
根据本发明的一个实施例，第一车辆还包括与控制器通信的通风系统。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为使通风系统基于升高的碳氢化合物排放来增加再循环设定。
根据本发明的一个实施例，控制器还被编程为将请求第三车辆验证碳氢化合物排放的消息传送到第三车辆中的远程服务器。
根据本发明，提供一种方法包括：
在第一车辆中检测碳氢化合物排放；以及
确定碳氢化合物排放来源于第二车辆并且超过预定阈值。
附图说明
图1是示例性第一车辆的燃料系统的图；
图2是第一车辆的控制系统的框图；
图3是包括第二车辆的第一车辆的驾驶环境的图；
图4是用于检测第二车辆的碳氢化合物排放的示例性过程的过程流程图；
图5是用于检测第二车辆的碳氢化合物排放的另一示例性过程的过程流程图。
具体实施方式
参考附图，其中，贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同的部件，第一车辆30包括碳氢化合物(HC)传感器34和与碳氢化合物传感器34通信的控制器36。控制器36被编程为接收来自碳氢化合物传感器34的指示碳氢化合物排放的数据、确定碳氢化合物排放来源于第二车辆32并且超过预定阈值。(为了方便起见，贯穿本文献，形容词“第一”，“第二”和“第三”用作标识符，并不旨在表示重要性或顺序。)
第一车辆30提供对碳氢化合物排放的增强的监控。例如，第一车辆30可能够检测来自一个或多个第二车辆32的升高的排放，该一个或多个第二车辆32可能不具有车载诊断系统、具有禁用或过时的车载诊断系统；第二辆车32的所有者尚没有响应其车载诊断系统的通知；和/或混合动力第二车辆32的车载诊断系统因为车辆正在电动运行而未运行。第一车辆30因此可以帮助减少碳氢化合物排放的总量。
参考图1，第一车辆30可以包括燃料系统40。燃料系统40包括燃料通过的部件。燃料系统40包括燃料箱42、滤罐44以及发动机46。燃料箱42经由负载管48和蒸气阻断阀80与滤罐44连通。滤罐44经由连接到滤罐净化阀52的滤罐净化管50与发动机46连通，该滤罐净化阀52经由进气歧管54连接到发动机46。
燃料箱42设置在第一车辆30中并存储用于第一车辆30的燃料。燃料箱42可以从可由气帽(未示出)覆盖的入口经由加注口颈部接收燃料。燃料箱42包括燃料泵(未示出)，其抽取来自燃料箱42的燃料以最终将燃料输送到发动机46。
滤罐44存储通过负载管48和蒸气阻断阀80从燃料箱42泵送的已蒸发的燃料。滤罐44可以例如包括木炭或适用于储存已蒸发的燃料的任何其它物质。滤罐44通过通风管56和滤罐通风阀58连接到外部环境。滤罐通风阀58可将空气从环境抽取到滤罐44中。
滤罐44通过滤罐净化管50、滤罐净化阀52以及进气歧管54连接到发动机46。滤罐净化管50与滤罐净化阀52和滤罐44流体连通。“流体连通”意指存在用于流体(即液体和/或气体)在滤罐净化阀52和滤罐44之间流动的路径。滤罐44可以将空气和已蒸发的燃料通过滤罐净化阀52排放到由发动机46使用的进气歧管54中。
进气歧管54通过空气过滤器78从外部环境抽取空气，并且通过滤罐净化阀52从滤罐44抽取空气-燃料混合物。进气歧管54将空气-燃料混合物分配到发动机46中的汽缸(未示出)。
发动机46可以是包括汽缸的内燃机，该汽缸将空气-燃料混合物的化学反应转化为机械能。燃烧空气-燃料混合物以驱动汽缸内的汽缸盖，其使与车轮机械连接的曲轴旋转，来驱动第一车辆30(未示出)。
第一车辆30包括碳氢化合物传感器34。碳氢化合物传感器34检测气体样品中碳氢化合物分子的浓度，并且基于该浓度产生信号。碳氢化合物传感器34可以是用于碳氢化合物的任何类型的检测器，例如，已知的检测器包括电化学、红外光点、红外成像、半导体、超声波或者全息检测器。
碳氢化合物传感器34可以位于第一车辆30上的任何位置，碳氢化合物传感器34可从该位置检测外部环境中的碳氢化合物排放。例如，碳氢化合物传感器34可以安装到进气歧管54。对于另一示例，碳氢化合物传感器34可以连接到靠近滤罐净化阀52的滤罐净化管50。
参考图2，第一车辆30可以是自主车辆。有时称为“虚拟驾驶员”的控制器36可能够独立于人类驾驶员的干预而以更大或更小的程度操作车辆。控制器36可以被编程为操作转向器60、推进器62、制动器64和/或其它车辆系统。为了本发明的目的，自主模式被限定为转向器60、推进器62以及制动器64中的每一个都由控制器36控制的一种模式。在半自主模式中，控制器36控制转向器60、推进器62以及制动器64中的一个或两个。在非自主模式中，转向器60、推进器62以及制动器64由人类操作者控制。
控制器36包括在用于执行包括如本文所述的各种操作的车辆控制系统中。控制器36是通常包括处理器和存储器的计算装置，存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储可由处理器执行的用于执行包括如本文所公开的各种操作的指令。控制器36的存储器还通常存储经由各种通信机制接收的远程数据；例如，控制器36通常被配置为在控制器局域网(CAN)总线等上进行通信，和/或用于使用其它有线或无线协议(例如蓝牙等)。控制器36还可以具有与车载诊断系统连接器(OBD-II)的连接。经由可以包括OBD-II以及以太网、无线网络(WiFi)、CAN总线、本地互连网络(LIN)和/或其它有线或无线机制的通信网络66，控制器36可以将消息传送到车辆中的各种装置和/或接收来自各种装置的消息，各种装置是例如，控制器、致动器、传感器等(例如本文所讨论的控制器和传感器)。例如，控制器36可以与碳氢化合物传感器34通信。尽管为了便于说明，图2中示出了一个控制器36，但是应当理解的是，控制器36可以包括一个或多个计算装置，并且包括可由一个或多个计算装置执行的本文所描述的各种操作。
控制器36可以通过诸如控制器局域网(CAN)总线、以太网、本地互连网络(LIN)的通信网络66和/或通过任何其它有线或无线通信网络来传送和接收信号。通信网络66可以将控制器36连接到车辆系统(包括例如转向器60，推进器62和制动器64)以及操作传感器68，例如用于自主或半自主操作和/或用于监控车辆操作(例如用于车道保持警报)。通信网络66还可以将控制器36连接到其它车辆系统(诸如碳氢化合物传感器34、阀52、58、80、通风系统70以及发射器72)。
第一车辆30可以包括操作传感器68。操作传感器68可以检测车辆的内部状态(例如车轮转速，车轮定向以及发动机和变速器变量)。操作传感器68可以检测车辆的位置或取向，例如全球定位系统(GPS)传感器；诸如压电或微机电系统(MEMS)的加速度计；诸如速率、环形激光或光纤陀螺仪的陀螺仪；惯性测量单位(IMU)；以及磁力仪。操作传感器68可以检测外部世界，例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)装置以及诸如摄像机的图像处理传感器。操作传感器68可以包括通信装置，例如车辆至基础设施(V2I)或车辆至车辆(V2V)装置。
转向器60通常是已知的车辆转向子系统并且控制车轮的转向。转向器60与方向盘和控制器36通信并接收来自方向盘和控制器36的输入。转向器60可以是例如诸如已知的具有电动辅助转向的齿条和小齿轮系统、线控转向系统。
车辆的推进器62产生能量并将能量转化为车辆的运动。推进器62可以是已知的车辆推进子系统，例如常规动力传动系统、电动动力传动系统、混合动力传动系统或者任何其它类型的推进器，常规动力传动系统包括联接到将旋转运动转移到车轮的变速器的发动机46；电动动力传动系统包括电池、电动马达以及将旋转运动转移到车轮的变速器；混合动力传动系统包括常规动力传动系统和电动动力传动系统的元件。如果推进器62是电动动力传动系统，则第一车辆30将不包括燃料系统40。推进器62与控制器36和人类驾驶员通信并接收来自控制器36和人类驾驶员的输入。人类驾驶员可以经由例如加速器踏板和/或变速杆来控制推进器62。
制动器64通常是已知的车辆制动子系统并且抵抗车辆的运动从而使车辆减缓和/或停止。制动器64可以是摩擦制动器(诸如盘式制动器，鼓式制动器，带式制动器等)；再生制动器；任何其它适合类型的制动器；或组合。制动器64与控制器36和人类驾驶员通信并且接收来自控制器36和人类驾驶员的输入。人类驾驶员可以经由例如制动器踏板来控制制动器64。
发射器72可以连接到通信网络66。发射器72可以适于通过任何合适的无线通信协议(例如蓝牙，WiFi，802.11a/b/g，无线电等)无线地传送信号。发射器72可适于与远程服务器38——即与车辆不同并且间隔开的服务器——通信。远程服务器38位于车辆外部。例如，远程服务器38可以与其它车辆(例如，V2V通信)、基础设施部件(例如，V2I通信)，紧急响应者、与车辆所有者相关联的移动装置等相关联。
通风系统70可以与控制器36连通。通风系统70可以包括在气候控制系统中并且可以包括压缩机、冷凝器、接收器-干燥器、热膨胀阀、蒸发器、鼓风机、风扇、导管、通风口、叶片、温度传感器以及已知用于供应或阻碍空气流动到车辆内部的其它部件。
图4是示出用于检测第一车辆30中的第二车辆32的碳氢化合物排放的示例性过程400的过程流程图。当碳氢化合物传感器34位于滤罐44和滤罐净化阀52之间的滤罐净化管50上时，可以使用过程400。当过程400开始时，如图3所示，第二车辆32是前方车辆并且第一车辆30是后方车辆。因此，第一车辆30处于第二车辆32的排气尾流(exhaust plume)76中，其可以在第二车辆32后方延伸100英尺。
参考图4，过程400从框405开始，在框405中，控制器36经由通信网络66通过将消息分别发送到滤罐净化阀(CPV)致动器(未示出)和蒸汽阻断阀(VBV)致动器(未示出)而使滤罐净化阀(CPV)52打开并且使蒸汽阻断阀(VBV)80关闭。
接下来，在框410中，控制器36检测第一车辆30中的碳氢化合物排放。更具体地，控制器36通过通信网络66接收来自碳氢化合物传感器34的指示碳氢化合物排放的数据。
接下来，在判定框415中，控制器36确定碳氢化合物排放是否升高。例如，控制器36可以确定碳氢化合物排放的浓度是否高于阈值。阈值可以是基于对应于高于预期或期望浓度的碳氢化合物浓度的实验值、模拟值和/或规定值。阈值可以是恒定的，例如为百万分之(ppm)1.5或2.5。可替选地，阈值可以是情境上依赖，例如，相对于运行平均值的改变，等于一分钟运行平均值的两倍的值或者等于高于一分钟运行平均值1000ppm的值。对于另一示例，控制器36可被编程为诸如通过在进入自治市或区时下载基于当地法规或标准的值来使用阈值，该阈值在具有较高密度的机动车辆的城市地区比具有较低密度的机动车辆的农村地区更高。如果控制器36确定碳氢化合物排放没有升高，则过程400返回到框410以继续检测碳氢化合物排放。
如果控制器36确定碳氢化合物排放升高，即超过适用阈值，则控制器36例如通过执行如下所述的框420-450中的部分或全部来确定碳氢化合物排放是否来源于第二车辆32。
在判定框415之后的框420中，控制器36确定第一车辆30相对于第二车辆32的位置改变已经发生，例如，根据诸如GPS传感器或LIDAR或视觉系统的操作传感器68确定地理坐标已经改变大于预定阈值和/或地理坐标已经在相对于第二车辆32的方向上改变。如果第一车辆30是自主的或半自主的，则控制器36可以使第一车辆30相对于第二车辆32改变位置。可替选地，控制器36可以等待直到第一车辆30相对于第二车辆32改变位置。位置改变可以是例如第一车辆30和第二车辆32之间的后部距离的增加，诸如由第一车辆30或第二车辆32作出的车道改变的位置的横向改变，诸如第一车辆30超过第二车辆32的在第一车辆30和第二车辆32之间的顺序改变，或者第一车辆30相对于第二车辆32的排气尾流76的任何其它位置改变。
接下来，在框425中，控制器36在位置改变之后检测第一车辆30中的碳氢化合物排放。更具体地，控制器36在位置改变之后通过通信网络66从碳氢化合物传感器34接收指示碳氢化合物排放的数据。
接下来，在判定框430中，控制器36确定碳氢化合物排放与来自框410的碳氢化合物排放相比是否改变。控制器36可以确定来自框425的碳氢化合物排放的浓度是高于还是低于来自框410的碳氢化合物排放的浓度。如果控制器36确定碳氢化合物排放与来自框410的碳氢化合物排放相比没有改变，则过程400返回到框410。
如果控制器36确定碳氢化合物排放与来自框410的碳氢化合物排放相比确实改变，则接下来，在框435中，控制器36通过经由通信网络66将消息发送到CPV致动器(未示出)而使滤罐净化阀(CPV)52关闭。
接下来，在框440中，控制器36检测滤罐净化阀52关闭之后第一车辆30中的碳氢化合物排放。更具体地，控制器36通过通信网络66接收来自碳氢化合物传感器34的指示滤罐净化阀52关闭之后的碳氢化合物排放的数据。
接下来，在判定框445中，如上文关于判定框430所述，控制器36确定碳氢化合物排放与来自框410的碳氢化合物排放相比是否改变。如果控制器36确定碳氢化合物排放与框410的碳氢化合物排放相比没有改变，则过程400返回到框410。
如果控制器36确定碳氢化合物排放与来自框410的碳氢化合物排放相比确实改变，则接下来，在框450中，如图3所示，控制器36将请求第三车辆74验证碳氢化合物排放的消息传送到第三车辆74中的远程服务器38。具体地，控制器36可以使发射器72传送消息。消息可以包括例如所请求的动作、识别第二车辆32的资料、诊断故障代码、由碳氢化合物传感器34测量的碳氢化合物排放的浓度、时间标记和/或其它相关资料。
接下来，在框455中，控制器36将报告碳氢化合物排放的消息传送到远程服务器38。如图3所示，远程服务器38可以包括在第二车辆32中。向第二车辆32中的远程服务器38传送的消息可以包括第二车辆32运行车载诊断系统的请求、诊断故障代码、由碳氢化合物传感器34测量的碳氢化合物排放的浓度、时间标记和/或其它相关信息。第二车辆32可以通过执行车载诊断系统、照亮“检查发动机”指示灯和/或设置诊断故障代码来对消息进行响应。可替选地，远程服务器38可以与第二车辆32分离。例如，远程服务器38可以连接到本地、州或联邦监控机构。向监控机构的远程服务器38传送的消息可以包括识别第二车辆32的信息、诊断故障代码、由碳氢化合物传感器34测量的碳氢化合物排放的浓度、时间标记和/或其它相关资料。
接下来，在框460中，控制器36使通风系统70基于升高的碳氢化合物排放来增加再循环设定。增加再循环设定增加了从车辆的乘客舱(未示出)而不是从外部环境抽取的通过通风系统70的气流比例。例如，控制器36可以使通风系统70在最大设定下设定再循环。
图5是示出用于检测第一车辆30中的第二车辆32的碳氢化合物排放的示例性过程500的过程流程图。当碳氢化合物传感器34位于第一车辆30上的进气歧管54或其它地方时，可以使用过程500。当过程500开始时，如图3所示，第二车辆32是前方车辆并且第一车辆30是后方车辆。因此，第一车辆30位于第二车辆32的排气尾流76中。
参考图5，过程500开始于框505，在框505中，如上文关于框410所述，控制器36检测第一车辆30中的碳氢化合物排放。
接下来，在判定框510中，如上文关于框415所述，控制器36确定碳氢化合物排放是否升高。如果控制器36确定碳氢化合物排放没有升高，则过程500返回到框505以继续检测碳氢化合物排放。
如果控制器36确定碳氢化合物排放物升高，即超过适用阈值，则控制器36确定碳氢化合物排放是否来源于第二车辆32，例如通过执行如下所述的框515-530中的部分或全部。
在判定框510之后的框515中，如上文关于框420所述，控制器36确定第一车辆30相对于第二车辆32的位置改变已经发生。
接下来，在框520中，如上文关于框425所述，控制器36检测在位置改变之后第一车辆30中的碳氢化合物排放。
接下来，在判定框525中，如上文关于框430所述，控制器36确定碳氢化合物排放与来自框505的碳氢化合物排放相比是否改变。如果控制器36确定碳氢化合物排放与框505的碳氢化合物排放相比没有改变，则过程500返回到框505。
如果控制器36确定碳氢化合物排放与来自框505的碳氢化合物排放相比确实改变，则接下来，在框530中，如图3所示并且如上文关于框450所述，控制器36将请求第三车辆74验证碳氢化合物排放的消息传送到第三车辆74中的远程服务器38。
接下来，在框535中，如上文关于框455所述，控制器36将报告碳氢化合物排放的消息传送到远程服务器38。
接下来，在框540中，如上文关于框460所述，控制器36使通风系统70基于升高的碳氢化合物排放来增加再循环设定。
已经以说明性方式描述了本发明，并且可以理解的是，已使用的术语旨在说明词语的本质是说明性的而非限制性的。根据上述教导，本发明的很多修改和变形是可能的，并且除了具体的描述之外本发明是可实践的。

Claims (14)

1.一种监控碳氢化合物排放的方法，包括：
在第一车辆相对于第二车辆的位置改变之前检测所述第一车辆中的碳氢化合物排放；
在所述第一车辆相对于所述第二车辆的位置改变之后检测所述第一车辆中的碳氢化合物排放；
通过确定检测到的碳氢化合物排放从所述第一车辆相对于所述第二车辆的位置改变之前到所述第一车辆相对于所述第二车辆的位置改变之后发生改变，来确定碳氢化合物排放源于所述第二车辆；以及
确定从所述第二车辆检测到的碳氢化合物排放超过预定阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述第一车辆相对于所述第二车辆而改变位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述碳氢化合物排放来源于所述第二车辆包括使滤罐净化阀关闭并且在所述滤罐净化阀关闭之后检测碳氢化合物排放。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括将报告所述碳氢化合物排放的消息传送到包括在所述第二车辆中的远程服务器。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括将报告所述碳氢化合物排放的消息传送到与所述第二车辆分离的远程服务器。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括使通风系统基于升高的所述碳氢化合物排放来增加再循环设定。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将请求第三车辆验证所述碳氢化合物排放的消息传送到所述第三车辆中的远程服务器。
8.一种编程为执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法的控制器。
9.第一车辆，包括：
碳氢化合物传感器；以及
权利要求8中的所述控制器。
10.根据权利要求9所述的第一车辆，还包括进气歧管，其中，所述碳氢化合物传感器被安装到所述进气歧管。
11.根据权利要求9所述的第一车辆，还包括滤罐净化阀、滤罐以及与所述滤罐净化阀和所述滤罐流体连通的滤罐净化管；其中，所述碳氢化合物传感器被连接到所述滤罐净化管。
12.根据权利要求11所述的第一车辆，其中，确定所述碳氢化合物排放来源于所述第二车辆的编程包括使滤罐净化阀关闭并且接收来自所述碳氢化合物传感器的指示所述滤罐净化阀关闭之后的碳氢化合物排放的数据的编程。
13.根据权利要求9所述的第一车辆，还包括与所述控制器通信的通风系统。
14.第一车辆，包括：
碳氢化合物传感器；以及
控制器，所述控制器与所述碳氢化合物传感器通信并且编程为：
接收来自所述碳氢化合物传感器的指示在所述第一车辆相对于第二车辆的位置改变之前的碳氢化合物排放的数据；
接收来自所述碳氢化合物传感器的指示在第一车辆相对于第二车辆的位置改变之后的碳氢化合物排放的数据；
通过确定接收到的碳氢化合物排放从所述第一车辆相对于所述第二车辆的位置改变之前到所述第一车辆相对于所述第二车辆的位置改变之后发生改变，来确定碳氢化合物来源于第二车辆；以及
确定来源于所述第二车辆的碳氢化合物升高。
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