CN101900041A - 车辆运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运转包括发动机的车辆的方法，发动机可包括至少一个汽缸、将进气增压入该至少一个汽缸的增压装置、燃料箱、存储从燃料箱排出的燃料蒸汽的燃料蒸汽滤罐、以及处理来自发动机的排气的排放控制装置。增压装置包括至少部分由电动马达驱动的压缩机。该方法包括在发动机冷起动状况期间运转增压装置的电动马达以增压进气，引导增压的进气穿过燃料蒸汽滤罐以释放存储在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽，将来自燃料蒸汽滤罐的燃料蒸汽引导至发动机，并在发动机起动期间在至少一个汽缸内使用燃料蒸汽执行燃烧。本发明公开的方法可在冷起动状况期间改善汽缸加热及相应的排放控制装置加热，且可改善燃料效率且可降低车辆排放。

Description

车辆运转方法
【技术领域】
本发明涉及一种运转车辆的方法。
【背景技术】
排气系统催化转化器起燃之前产生的发动机冷起动排放可能构成总排放的大部分。为了迅速达到催化起燃温度，已经开发出可在起动期间增加喷射的燃料量来充分提升排气温度以便减少催化转换器起燃时间的发动机系统。
然而，本发明的发明人注意到这种方法的一些问题。例如，增加起动期间喷射的燃料量可能降低发动机运转效率并降低车辆的燃料经济性性能。
【发明内容】
在一个示例中，可通过一种系统或一种运转包括发动机的车辆的方法解决上述问题。发动机可包括至少一个汽缸、将进气增压入至少一个汽缸的增压装置、燃料箱、存储从燃料箱排出的燃料蒸汽的燃料蒸汽滤罐、以及处理来自发动机的排气的排放控制装置。增压装置包括至少部分由电动马达驱动的压缩机。该方法包括在发动机冷起动状况期间运转增压装置的电动马达以使进气增压，引导增压的进气穿过燃料蒸汽滤罐以释放存储在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽，将来自燃料蒸汽滤罐的燃料蒸汽引导至发动机，并在发动机起动期间在至少一个汽缸内使用该燃料蒸汽执行燃烧。
通过提供燃料蒸汽用于燃烧，可减少由液体燃料造成汽缸壁潮湿，其可抑制汽缸壁加热。这样，在冷起动状况期间，可改善汽缸加热及相应的排放控制装置加热。另外，通过使用增压装置从燃料蒸汽滤罐提供燃料蒸汽，在燃烧期间燃料蒸汽可用于燃烧以改善空气-燃料的混合，从而减少在催化剂达到其起燃温度之前的起动排放。这样，可改善燃料经济性且可减少车辆排放。
本发明还公开了一种车辆系统，包含：具有至少一个汽缸的发动机；包括压缩机以将进气增压入所述至少一个汽缸的增压装置；用于至少部分驱动所述压缩机的电动马达；燃料箱；用于存储从所述燃料箱排出的燃料蒸汽的燃料蒸汽滤罐；位于所述燃料蒸汽滤罐和所述发动机之间的燃料蒸汽传感器；用于处理来自所述发动机的排气的排放控制装置；以及控制系统，配置用于在发动机冷起动状况期间运转所述增压装置的所述电动马达以增压进气、引导增压的进气穿过所述燃料蒸汽滤罐以释放存储在所述燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽、将所述从所述燃料蒸汽滤罐释放的燃料蒸汽引导至所述发动机这样所述燃料蒸汽传感器测量燃料蒸气以指示测量的燃料蒸汽、并当确定所述测量的燃料蒸汽高于燃料阈值时在所述发动机起动期间在至少一个汽缸中使用所述燃料蒸汽执行燃烧。
一种运转包括发动机的车辆的方法，所述发动机具有至少一个汽缸、用于将进气增压入至少一个汽缸的增压装置、位于所述增压装置下游以控制流入所述至少一个汽缸的气流的节气门、燃料箱、用于从所述燃料箱向所述至少一个汽缸提供燃料的至少一个燃料喷射器、用于存储从所述燃料箱排出的燃料蒸汽的燃料蒸汽滤罐、位于所述增压装置和所述节气门之间及所述燃料蒸汽滤罐上游的上游阀门、位于所述节气门和所述至少一个汽缸之间及所述燃料蒸汽滤罐下游的下游阀门、处理来自所述发动机的排气的排放控制装置，所述增压装置包括至少部分由电动马达驱动的压缩机，从蓄电装置向所述电动马达供应电能，所述方法包含：在蓄电装置的荷电状态高于电荷阈值的第一发动机冷起动状况期间，运转所述增压装置的所述电动马达以增压进气；调节所述节气门以将增压的进气引导至所述上游阀门；调节所述上游阀门以引导所述增压的进气穿过所述燃料蒸汽滤罐以释放存储在所述燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽；调节所述下游阀门以将从所述燃料蒸汽滤罐释放的所述燃料蒸汽引导至所述发动机；以及响应于所述燃料蒸汽高于燃料蒸汽阈值，在所述发动机起动期间所述至少一个汽缸中使用所述燃料蒸汽执行燃烧；以及在蓄电装置的荷电状态不高于电荷阈值的第二发动机冷起动状况期间，调节所述节气门以将进气引导至所述至少一个汽缸；以及在所述发动机起动期间在所述至少一个汽缸中使用通过所述至少一个燃料喷射器喷射的液体燃料执行燃烧。
应理解，提供上述概要是为了以简化形式介绍了一系列原理，在具体实施方式中将对其进行进一步的描述。其并非意味着确定所要求保护的主题的关键特征或实质特征，所要求保护的主题的范围仅由权利要求唯一限定。另外，所要求保护的主题并未限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方案。
【附图说明】
图1显示了包括发动机和相关联的燃料系统的车辆系统的示意图。
图2显示了图1的发动机的局部发动机视图。
图3-4显示了执行选择性地使用燃料蒸汽用于燃烧的发动机起动的方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
下文的描述涉及用于减少在连接至车辆发动机的排气后处理系统中达到发动机运转温度和/或排放控制装置起燃温度所需时间量的系统和方法。更为具体地，下文的描述涉及在冷起动状况期间使用增压装置将存储在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽引导至发动机用于燃烧。
图1为车辆的发动机系统10的实施例的示意图。发动机系统10包括发动机12。发动机12包括多个汽缸14，内部燃烧可在其中完成。发动机系统10包括发动机进气歧管16。节气门18可通过进气道20流体连接至进气歧管16。节气门18可位于进气道20内中间冷却器22和增压装置24的下游。在图示的实施例中，增压装置24可采用电子涡轮增压器的形式。请注意，增压装置可为能够压缩供应给发动机汽缸的进气的任意合适装置。
增压装置24可包括设置在空气入口34和进气歧管16之间的进气道20中的压缩机26。压缩机26可至少部分由设置在发动机系统10的排气道中的排气涡轮56(图2中所示)所驱动。压缩机26可通过轴28连接至排气涡轮56。压缩机26还可至少部分由电动马达/发电机30驱动。在所示的示例中，电动马达/发电机30显示为连接至轴28。然而，也可能是其它合适的电动马达连接配置。电动马达/发电机30可由与马达/发电机30电连接的蓄电装置32驱动。蓄电装置32可配置用于存储从任意合适的电源接收的电量。例如，蓄电装置可存储从连接至发动机的交流发电机接收的电能。再例如，蓄电装置可配置用于存储通过再生制动运转接收的电能，在再生制动运转中马达/发电机30在车辆制动期间产生电流。又例如，蓄电装置可配置用于存储从车辆外部的电源(例如电插座)接收的电能。通过例如在发动机起动期间使用电动马达/发电机30运转增压装置24，可在仅由排气驱动的涡轮增压器无法产生增压时为进气充气提供电动增压(e-boost)。增压所增加的压缩可通过中间冷却器22而进一步增加。增加的充气可导致燃烧效率的增加，并可导致在冷起动时更快地提升发动机/排气温度。另外，一旦发动机正在运行且已经产生了足够的排气量来驱动排气涡轮56随后驱动压缩机26，则可调节(例如减少)电动马达的运转。在一些情况下，增压装置24可转换为仅通过排气提供增压。在一些情况下，增压装置24可通过排气和马达/发电机30提供增压。
另外，如本说明书中所描述的，在一些状况下，在冷起动时可通过马达/发电机30运转增压装置24以迫使存储在燃料蒸汽滤罐40中的燃料蒸汽进入汽缸14用于内部燃烧。通过使用燃料蒸汽用于内部燃烧，汽缸14的壁的温度可比仅使用液体燃料(例如通过燃料喷射器所提供的)执行内部燃烧增加得更快。汽缸温度更快地升高可导致排放控制装置温度更快地升高至起燃温度，其可导致更有效率的排气后处理。另外，通过使用燃料蒸汽用于燃烧，可减少或避免燃料蒸汽释放入大气，并且可改善燃料经济性能。
继续参考图1，上游管道35可位于增压装置24和中间冷却器22之间。在一些实施例中，上游管道35可位于中间冷却器22下游和燃料蒸汽滤罐40上游。上游阀门36可位于上游管道35内以控制上游管道35内的气流。可控制上游阀门36以选择性地允许增压的空气流向燃料蒸汽滤罐40。大气阀门38可设在上游阀门36的下游和燃料蒸汽滤罐40的上游。可控制大气阀门38以选择性地将燃料蒸汽排至大气，并在一些情况下将空气排至大气。燃料蒸汽滤罐可存储从燃料箱48选择性排出的燃料蒸汽。燃料箱排气阀46可位于燃料箱48和燃料蒸汽滤罐40之间。可控制燃料箱排气阀46以选择性地将燃料蒸汽从燃料箱48排进燃料蒸汽滤罐40。下游管道37可位于燃料蒸汽滤罐40和进气歧管16之间。下游阀门44可位于下游管道37中燃料蒸汽滤罐40和进气歧管16之间。可控制下游阀门44以选择性地允许燃料蒸气从燃料蒸汽滤罐40流入进气歧管16。燃料蒸汽传感器42可位于下游管道37内。在一些实施例中，燃料蒸汽传感器42可位于下游阀门44和进气歧管16之间。在一些实施例中，燃料蒸汽传感器42可位于燃料蒸汽滤罐40和下游阀门44之间。燃料蒸汽传感器42可配置用于测量下游管道37中的碳氢化合物。
在一些状况(例如发动机冷起动期间)下，节气门18可至少部分闭合而增压装置24可通过电动马达/发电机30控制以迫使增压的空气进入上游管道35。上游阀门36可至少部分打开而大气阀门38可闭合以迫使增压的空气进入燃料蒸汽滤罐40。同时，燃料箱排气阀46可闭合而下游阀门44可至少部分打开，这样增压的空气促使存储在燃料蒸汽滤罐40中的燃料蒸汽流入进气歧管16用于在多个汽缸14的至少一个内燃烧。
请注意，在多种状况下，可调节节气门以控制流动穿过燃料蒸汽滤罐并流向发动机的空气量。可基于马达是否正在驱动压缩机来调节节流量。例如，当马达运转驱动压缩机时可调节节气门以节流得更多，而当马达未运转时可调节节气门以节流得更少。另外，通过节气门进行的节流程度可为增压的函数。例如，当电动增压较大时，可增加节流以迫使更多的空气穿过燃料蒸汽滤罐以吸取燃料蒸汽。
另外，通过节气门进行节流的程度还可为燃料蒸汽滤罐中存储了多少燃料蒸汽的函数。例如，如果燃料蒸汽滤罐基本上充满，则可提供更大量的增压及相应更多的节流以驱使燃料蒸汽离开燃料蒸汽滤罐并进入发动机。
发动机系统10可包括控制系统50。控制系统50显示为接受来自多个传感器52(本说明书中描述了其多个示例)的信息并向多个驱动器54(本说明书中描述了其多个示例)发送控制信号。例如，传感器52可包括燃料蒸汽传感器42(位于下游管道37中)。如本说明书中更为详细描述的，其它传感器(例如压力、温度、空燃比、荷电状态(SOC)、及组分传感器)可连接至发动机系统10中的多个位置。又例如，驱动器可包括燃料喷射器(未显示)、多个阀门、节气门18、和马达/发电机30。控制系统50可包括控制器13。控制器可基于编程于其中的指令或代码对应于一个或多个程序从多个传感器接收输入数据、处理输入数据、并响应于所处理的输入数据触发驱动器。本说明书中参考图3、4描述了控制系统所执行的示例控制程序。
图2描述了内燃发动机12的燃烧室或汽缸14的示例实施例。发动机12可至少部分由包括控制器13的控制系统50和由车辆操作者130经过输入装置132的输入来控制。在这个例子中，输入装置132包括加速踏板和用于产生踏板位置比例信号PP的踏板位置传感器134。发动机12的燃烧室(即汽缸)14可包括燃烧室壁136，带有定位于其内的活塞138。活塞138可连接至曲轴140以便使活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器系统连接至乘用车辆的至少一个驱动轮。此外，起动马达可经由飞轮连接至曲轴140以使得发动机12能够起动运转。
汽缸14可从进气口34和进气歧管16接收进气。进气口34和进气歧管16除了与汽缸14之外还可与发动机12的其它汽缸连通。在一些实施例中，进气道中的一个或多个可包括在一些状况下可用电驱动的增压装置24，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图2显示了配置有包括涡轮增压器的发动机12，其包括设置在进气口34和进气歧管16之间的压缩机26和沿排气道148设置的排气涡轮56。压缩机26可至少部分通过轴28由排气涡轮56驱动。然而，在其它示例中，例如当发动机12设有机械增压器时，可选择性地省略排气涡轮，此时压缩机26可由来自马达或发动机的机械输入所驱动。另外，轴28可连接至电动马达/发电机30(如图1中所描述的)以根据需要提供电动增压。包括节流板164的节气门18可沿发动机的进气道设置用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，节气门18可如图2中所示设置在压缩机26的下游，或者可替代地设置在压缩机26的上游。
排气道148除了汽缸14之外还可从发动机12的其它汽缸接收排气。排气传感器128显示为在排放控制装置(ECD)70的上游连接至排气道148。排气传感器128可为用于提供排气空燃比指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)，双态氧传感器或EGO(排气氧传感器)，HEGO(加热型EGO)，NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其它排放控制装置或其组合。在一些实施例中，排气道148中可设有多个排放控制装置。
排放控制装置70可使得所调控的排气中产生的燃烧副产物(例如NOx颗粒、未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳等)能够在排入大气之前被催化转化。然而，催化剂的催化效率可很大程度地受到排气温度的影响。例如，与一氧化碳的氧化相比，在较高的温度下，可以更有效地使NOx颗粒减少。低温下还可能产生不利的副作用，例如产生氨或N2O颗粒，其会对排气处理的效率产生不良影响并降低排气质量。这样，可能会延迟排气的高效催化处理直至催化剂达到起燃温度。另外，为了改善排气后处理的效率，可能需要迅速到达催化剂起燃温度。
发动机12的每个汽缸均可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14显示为包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机12的每个汽缸(包括汽缸14)均可包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
控制器13可通过驱动器152控制进气门150。类似地，控制器13可通过驱动器154控制排气门156。在一些状况下，控制器13可改变提供给驱动器152、154的信号以控制进气门和排气门各自的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可由各自的气门位置传感器(未显示)确定。气门驱动器可为电动阀门驱动型或凸轮驱动型或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时，或通过可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双可变凸轮正时(dual independentvariable cam timing)、或固定凸轮正时的多种合适组合进行控制。各种凸轮驱动系统可包括一个或多个凸轮，并可利用可通过控制器13操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一种或多种来改变气门运转。例如，汽缸14可替代地包括通过电动阀门驱动控制的进气门和通过凸轮驱动(包括CPS和/或VCT)控制的排气门。在其它实施例中，可通过共用的气门驱动器或驱动系统或者可变气门正时驱动器或驱动系统控制进气门和排气门。发动机可进一步包括凸轮位置传感器，其数据可与曲轴位置传感器配合以确定发动机位置和凸轮正时。
在一些实施例中，发动机12的每个汽缸均可包括火花塞192用于启动燃烧。在选定的运转模式下，点火系统190可响应于来自控制器13的点火提前信号SA通过火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，例如当发动机12可通过自动点火或燃料喷射(一些柴油发动机可能是这种情况)启动燃烧时，可省略火花塞192。
在一些实施例中，发动机12的每个汽缸均可配置有一个或多个燃料喷射器用于向其提供燃料。作为非限定示例，汽缸14显示为包括直接连接至汽缸14的燃料喷射器166。燃料喷射器166可将燃料与经由电子驱动器168从控制器13接收到的FPW信号的脉冲宽度成比例地喷射入其中。这样，燃料喷射器166将燃料以称为燃料直接喷射(下文中称为DI)的方式提供至燃烧室汽缸14内。尽管图2将燃料喷射器166显示为侧面喷射器，其也可安装在活塞上方，例如火花塞197的位置附近。可替代地，喷射器可位于进气门上方和附近。燃料可从包括燃料箱、燃料泵、和燃料导轨的高压燃料系统172传输至燃料喷射器166。可替代地，可通过单级燃料泵以低压传输燃料。另外，尽管未显示，燃料箱可具有向控制器13提供信号的压力传感器。
应理解，在替代实施例中，喷射器166可为向汽缸14上游的进气道里提供燃料的进气道喷射器。还应理解，汽缸14可从多个喷射器(例如多个气道喷射器、多个直接喷射器、或其组合)接收燃料。
图2中控制器13显示为微处理器，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在本特定示例中显示为只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器13可从连接至发动机12的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号之外还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型，例如曲轴位置传感器)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器(未显示)的节气门位置信号TP、和来自传感器124的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可由控制器13从PIP(或曲轴位置传感器)信号生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用作进气歧管内的真空或压力指示。荷电状态信号可从探测蓄电装置32(图1中所示)的荷电状态的荷电状态传感器发送至控制器13。多个温度传感器可向控制器13发送温度信号。例如，发动机冷却剂温度传感器可向控制器13发送发动机温度信号、环境温度传感器可向控制器13发送环境温度信号、蓄电装置温度传感器可向控制器13发送蓄电装置温度信号、燃料温度传感器可向控制器13发送燃料温度传感器、且/或排放控制装置温度传感器可向控制器13发送排放控制装置温度信号。存储介质只读存储器110编程有表示可由处理器106执行的指令的计算机可读数据，用于执行下文描述的方法以及可以预期的但没有具体列出的其它变化方法。
如上所述，图2仅显示了多缸发动机的一个汽缸。这样，各个汽缸均可类似地包括其各自一组进气门、排气门、燃料喷射器、火花塞等。
图3-4显示了实施发动机起动的方法300的实施例的流程图，其选择性地使用燃料蒸汽用于燃烧。方法300可由控制系统50所执行。在302处，方法可包括确定是否存在车辆启动条件。在一些实施例中，可基于点火/钥匙的位置确定车辆启动条件。在一些实施例中，可基于一个或多个参数确定车辆启动条件，且其可包括汽缸从休止起的第一燃烧事件、发动机转动起动等。在另一示例中，发动机起动条件可包括冷起动条件，其中确定发动机是否在已经冷却至环境状况之后起动。如果存在起动条件，则方法移动至304。否则不存在起动条件且方法返回302。
在304处，方法可包括确定发动机/排放控制装置温度。例如，可从自发动机温度传感器接收的发动机温度信号确定发动机温度，且/或从自排放控制装置温度传感器接收的排放控制装置温度信号确定排放控制装置温度。
在306处，方法可包括确定发动机/排放控制装置温度是否高于阈值温度。温度阈值可设定为多个合适的温度。例如，温度阈值可设为排放控制装置的起燃温度或其它对应温度。通过在决定是否执行电动增压以提供燃料蒸汽用于燃烧时考虑发动机和/或排放控制装置的温度，可抑制发动机和/或排放控制装置的过热且可改善其运转效率。如果发动机/排放控制装置温度高于温度阈值，则方法移动至308。否则，发动机/排放控制装置温度不高于温度阈值且方法移动至310。
在308处，方法可包括确定蓄电装置的荷电状态是否高于电荷阈值。在一个示例中，蓄电装置可为可提供电能使马达30运转通过轴28旋转压缩机26的蓄电装置32，以便如图1中所示向进气提供电动增压。
可考虑蓄电装置的荷电状态以便确定蓄电装置中是否有足够电能来提供电动增压。例如，在发动机起动期间蓄电装置向起动马达提供电能用于发动机起动转动的实施例中，可考虑荷电状态以便防止电动增压耗尽可用于发动机起动转动的电能。即，可取决于荷电状态(例如在低电荷水平下)减少或放弃电动增压以便提供电能用于发动机起动转动。因此，可以不会阻碍发动机起动的稳定方式使用电动增压。
电荷阈值可设为多个合适的阈值。例如，电荷阈值可设于能够驱动马达30一段时间使压缩机26向进气提供电动增压的电荷水平，这样迫使燃料蒸汽从燃料蒸汽滤罐40进入进气歧管16用于在发动机12的一个或多个汽缸内燃烧。如果荷电状态高于电荷阈值，方法移动至312。否则，荷电状态不高于电荷阈值，且方法移动至310。
在310处，方法可包括通过燃料喷射使用液体燃料执行燃烧，且方法可返回至其它运转。在一些情况下，由于发动机/排放控制装置已经达到合适的温度而可通过燃料喷射使用液体燃料而非燃料蒸汽执行燃烧，这样不再需要温度升高。
在一些情况下，由于蓄电装置中没有足够电荷从燃料蒸汽滤罐汲取合适量的燃料蒸汽来执行使用燃料蒸汽的燃烧而使用燃料喷射执行燃烧。换句话说，压缩机26无法以合适的速度运转或运转合适的时间长度以在充气中产生适合的电动增压迫使燃料蒸汽从燃料蒸汽滤罐40进入进气歧管16。因此，在一个示例中，在使用增压空气的起动期间可起动发动机而不通过马达驱动压缩机且不会将燃料蒸汽排入发动机汽缸。在又一示例中，在蓄电装置的荷电状态低于电荷阈值的第二冷起动条件期间，可在更低的范围(例如更短的时间周期、更慢等)内运转电动马达，且可在发动机起动期间在至少一个汽缸中使用液体燃料或使用液体燃料和燃料蒸汽以执行燃烧。
在又一个示例中，在发动机起动期间蓄电装置的荷电状态(SOC)降低时，更少的电动增压可用于驱使燃料蒸汽离开燃料蒸汽滤罐，这样更少的燃料蒸汽可用于燃烧，因此可增加用于燃烧的燃料喷射量以补偿可用燃料蒸汽的燃料减少。换句话说，由于荷电状态降低，可增加用于燃烧的燃料喷射以在发动机起动期间使燃烧稳定。在又一个示例中，由于发动机起动期间蓄电装置的可用荷电状态从一次起动至另一次起动有所降低，不同的发动机起动可包括不同的通过马达电动产生的增压程度，其中在更低的荷电状态下提供更少的马达产生的增压。因此，从一次起动到另一次起动当由于蓄电装置荷电状态降低因而更少的燃料蒸汽可用于燃烧时，可增加通过燃料喷射提供的液体燃料量以补偿燃料蒸汽的减少量以便改善发动机起动期间的燃烧稳定性。
在312处，方法可包括通过电动马达运转增压装置。可通过电动马达运转增压装置以向压缩机26下游的进气提供电动增压。应了解，在增压装置运转期间，可基于工况(例如上述的荷电状态)调节增压程度。
在一些实施例中，方法可包括基于排气涡轮产生的增压程度/增压量低于增压阈值来在起动状况期间通过马达运转增压装置。例如，在起动期间，当用于旋转涡轮/压缩机的排气流速和热量相对较低时，可通过电动马达运转增压装置以提供电动增压。换句话说，在排气没有产生增压(或产生低于阈值量的增压)或者涡轮转速低于阈值量的状况下，马达可运转压缩机。因此，相比于在使用仅由发动机排气所驱动的压缩装置的系统中可能的情况可提供燃料蒸汽用于更快地燃烧。
在314处，方法可包括引导增压的进气穿过燃料蒸汽滤罐以释放燃料蒸汽。例如，引导可包括至少部分闭合节气门18、闭合大气阀门38、及至少部分打开上游阀门36。在一些情况下，可改变上游阀门36打开量以改变进入燃料蒸汽滤罐40的充气量/气压从而控制被迫离开燃料蒸汽滤罐的燃料蒸汽量。在一些情况下，可协作控制增压装置24、节气门18、和/或上游阀门36以改变进入燃料蒸汽滤罐40的充气量/气压。
可控制多个发动机组件以调节引导至燃料蒸汽滤罐的进气量以适应多种工况。例如，可基于环境温度控制组件以调节进气量/进气充气。在一个示例中，由于在环境温度状况较高时由热蒸发引起的可用蒸汽(或需要被排出(purge)的蒸汽)可能比环境温度状况较低时多得多，可以在环境温度增加时增加进气量/进气充气。
在316处，方法可包括将燃料蒸汽引导至内燃发动机。例如，引导可包括关闭燃料箱排气阀46并至少部分打开下游阀门44。在一些情况下，可改变下游阀门44的打开量以改变进入进气歧管16的燃料蒸汽的量从而控制进入发动机汽缸的燃料蒸汽量。在一些情况下，可协作控制增压装置24、上游阀门36、和下游阀门44以改变进入进气歧管16的燃料蒸汽。在一些情况下，可控制发动机12的进气门以允许燃料蒸汽进入发动机12的选定汽缸。当燃料蒸汽传感器42测量的燃料蒸汽量/程度仅够足以在选定的汽缸内发生合适的燃烧时，可不向所有汽缸提供燃料蒸汽。可供给燃料蒸汽的汽缸数目可基于从燃料蒸汽滤罐释放的燃料蒸汽量。例如，在燃料蒸汽仅够足以用于在一个汽缸中稳定燃烧的情况下，可调节发动机进气门正时使得仅一个汽缸的进气门打开以接收燃料蒸汽用于燃烧。基于燃料蒸汽滤罐释放的燃料蒸汽量通过不向所有汽缸或仅向特定汽缸提供燃料蒸汽，可以避免燃料量不充分的燃烧，其会导致不稳定燃烧，致使起动失败/不起动。在其它情况下，燃料蒸汽可被所有汽缸接收且可用液体燃料补充燃烧。
另外，可仅为选定的燃烧事件(例如自休止起的第一次燃烧事件)提供燃料蒸汽。在一些情况下，可为选定数目的燃烧事件提供燃料蒸汽。燃烧事件的数目可基于从燃料蒸汽滤罐释放的燃料蒸汽量。特别地，从燃料箱释放的燃料蒸汽可被燃烧而不是被释放至大气。这样可降低排放且可增加燃料效率。
继续参考图4，在318处，方法可包括确定离开燃料蒸汽滤罐40流入进气歧管16的燃料蒸汽量/程度。在一些实施例中，可基于燃料蒸汽滤罐/燃料箱的排气历史确定燃料蒸汽。换句话说，系统50可追踪从燃料箱排出的燃料蒸汽的量/流速和/或从燃料蒸汽滤罐抽取的燃烧蒸汽的量/流速，并结合其它运转参数以估算可用于燃烧的燃料蒸汽量/程度。在一些实施例中，可基于温度确定燃料蒸汽。例如，可基于环境温度估算燃料蒸汽量/程度。特别地，环境温度可指示燃料箱中燃料蒸发的速度。例如在环境温度很热时燃料蒸发的速度可能高于较低环境温度时的速度。在一些实施例中，可基于燃料补给记录来确定燃料蒸汽。例如，可根据何时再次补充燃料箱来估算燃料蒸汽量/程度，因为随着燃料箱中液体燃料液面的增高燃料蒸汽可占据的空间更少，其会促使燃料蒸汽进入燃料蒸汽滤罐。在一些实施例中，可根据对燃料蒸汽量/程度的测量(例如通过燃料蒸汽传感器42进行测量)确定燃料蒸汽。在一些实施例中，可结合使用两种或多种上述燃料蒸汽确定方式以确定可用于燃烧的燃料蒸汽。
在320处，方法可包括确定燃料蒸汽是否高于燃料蒸汽阈值。燃料蒸汽阈值可设为多种合适的阈值，例如对应于能够使至少一个单个汽缸进行第一燃烧事件的燃料量。又例如，燃料蒸汽阈值可设为能够在发动机12的一个或多个汽缸中执行合适的燃烧的量/程度。
如果确定燃料蒸汽高于燃料蒸汽阈值，方法移动至324。否则，燃料蒸汽不高于燃料蒸汽阈值，且方法移动至322。
在322处，方法可包括使用燃料喷射执行燃烧，且方法可返回其它运转。由于没有足够的燃料蒸汽以使用燃料蒸汽稳定地执行燃烧用于发动机起动，可使用燃料喷射执行燃烧。例如，如果要使用少于燃料蒸汽阈值的燃料蒸汽量/程度执行燃烧，燃烧可能变得不稳定且发动机起动可能变得劣化。在一些实施例中，在燃料蒸汽量低于燃料蒸汽阈值的冷起动状况期间，可能不使用燃料蒸汽执行燃烧，而是使用液体燃料喷射执行燃烧。
在324处，方法可包括使用燃料蒸汽执行燃烧。在一些实施例中，可在所有的汽缸中使用燃料蒸汽执行燃烧。例如，在发动机冷起动期间可基于发动机/排放控制装置温度在所有汽缸中通过燃料蒸汽执行燃烧以便使排放控制装置温度达到起燃温度的时间最小化。在一些情况下，可在并非所有汽缸中使用燃料蒸汽执行燃烧。在一些情况下，可在一个或多个汽缸中使用燃料蒸汽执行燃烧并在一个或多个汽缸中使用液体燃料执行燃烧。在一些情况下，可在一个或多个汽缸中使用燃料蒸汽和液体燃料执行燃烧。
在326处，方法可包括调节燃料喷射。在一些情况下，调节燃料喷射可包括基于运转参数调节通过至少一个燃料喷射器喷射入至少一个汽缸的燃料量。请注意，在一些状况下调节可包括增加或提高喷射入一个或多个汽缸的燃料量，而在不同的状况下调节可包括减少或降低喷射入一个或多个汽缸的燃料量(包括不喷射燃料)。例如，可在从燃料蒸汽滤罐释放的可用燃料蒸汽量减少时增加或提高燃料喷射量，反之亦然。通过基于可用于燃烧的燃料蒸汽量调节燃料喷射量，即使当可用燃料蒸汽量降低时也可以稳定的方式执行燃烧。又例如，可在蓄电装置32的荷电状态降低时增加或提高燃料喷射量，反之亦然。通过基于电池的荷电状态调节燃料喷射量，即使当没有足够的能量用于增压进气以从燃料蒸汽滤罐释放燃料蒸汽用于燃烧时也可以稳定的方式执行燃烧。又例如，可在发动机/排放控制装置温度升高时增加或提高燃料喷射量，反之亦然。特别地，一旦温度接近或处于起燃温度，可减少提供用于燃烧的燃料蒸汽并从而可增加燃料喷射量以维持稳定燃烧。又例如，可在环境温度升高时减少或降低燃料喷射量，因为温度升高可能会产生额外的燃料蒸汽，需要从燃料箱/燃料蒸汽滤罐将其释放。
在一些情况下，调节可包括仅向一些汽缸内喷射液体燃料。可结合汽缸的进气门控制与喷射液体燃料以使得一些汽缸接收燃料蒸汽而一些汽缸接收液体燃料，或者是液体燃料和燃料蒸汽的组合。在一些情况下，在达到一个或多个上述阈值时可停止使用燃料蒸汽的燃烧以有利于使用液体燃料的燃烧。可在起动期间或起动之后随着工况的改变动态执行对燃料喷射的调节。在一个示例中，基于对从燃料蒸汽滤罐进入汽缸的燃料蒸汽量和马达增压程度的估算来调节液体燃料量。特别地，可协同使用增压程度/马达能力和估算的燃料蒸汽量以精确地预测将可用于燃烧的燃料蒸汽量。如果提供给发动机的燃料蒸汽量或向发动机提供燃料蒸汽的增压能力改变(例如降低)，则可改变(例如增加)燃料喷射量以补偿该变化。这样，可以稳定方式执行燃烧同时仍然调节电动增压性能以提供燃料蒸汽用于燃烧以便增加发动机冷起动期间排放控制装置的加热。
在328处，方法可包括确定发动机/排放控制装置温度。例如，可根据从发动机温度传感器接收的发动机温度信号确定发动机温度，且/或可根据从排放控制装置温度传感器接收的排放控制装置温度信号确定排放控制装置温度。
在330处，方法可包括确定发动机/排放控制温度是否高于阈值温度。温度阈值可设为多个合适的温度。例如，温度阈值可设为排放控制装置的起燃温度或接近起燃温度的另一对应温度。如果发动机/排放控制温度高于阈值温度，方法返回其它运转。否则，发动机/排放控制温度不高于阈值温度，且方法返回318以试图继续使用燃料蒸汽燃烧以提升发动机/排放控制装置温度。
可执行该方法以减少在冷起动状况下在连接至车辆发动机的排气后处理系统中达到排放控制装置起燃温度所需的时间量。特别地，在冷起动状况期间，可使用增压装置将存储在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽引导至发动机用于燃烧。通过提供燃料蒸汽用于燃烧，可减少由于供应液体燃料而导致的汽缸壁潮湿，其会抑制汽缸壁加热。这样，在冷起动状况期间，可改善汽缸加热及对应的排放控制装置加热。这可导致改善排气后处理效率和减少释放入大气的排放。另外，通过使用增压装置从燃料蒸汽滤罐提供燃料蒸汽，燃料蒸气可用于燃烧而不释放入大气。这样，可改善燃料效率并降低车辆排放。
请注意，本说明书中所包括的示例控制和估算程序可用于多种系统配置。本说明书中所描述的具体程序可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种行为、运转或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了便于说明和描述。根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的运转、功能和行动用图形表示了编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。
应了解，此处公开的系统与方法实际上为示例性的，且这些具体实施例或例子不应认定为是限定性的，因为存在多种变化。因此本发明包括了本说明书中公开的多种系统与方法的所有新颖和非显而易见的组合，以及任意或所有等同情况。

Claims (10)

1.一种运转包括发动机的车辆的方法，所述发动机具有至少一个汽缸、用于将进气增压入所述至少一个汽缸的增压装置、燃料箱、存储从所述燃料箱排出的燃料蒸汽的燃料蒸汽滤罐、以及处理来自所述发动机的排气的排放控制装置，所述增压装置包括至少部分由电动马达驱动的压缩机，所述方法包含：
在发动机冷起动状况期间运转所述增压装置的所述电动马达以增压进气；
引导所述增压进气穿过所述燃料蒸汽滤罐以释放存储在所述燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽；
将来自所述燃料蒸汽滤罐的所述燃料蒸汽引导至所述发动机；以及
在发动机起动期间在所述至少一个汽缸内使用所述燃料蒸汽执行燃烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：
响应于所述排放控制装置达到起燃温度使用液体燃料而非所述燃料蒸汽执行燃烧，其中所述燃烧是在发动机转动起动期间执行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：
在所述燃料蒸汽量低于冷起动状况下所述燃料蒸汽量且低于燃料蒸汽阈值的第二冷起动状况期间，不在所述至少一个汽缸中使用所述燃料蒸汽执行燃烧。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于来自位于所述燃料蒸汽滤罐下游和所述至少一个汽缸上游的燃料蒸汽传感器的测量值确定所述燃料蒸汽。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于燃料蒸汽排出记录、燃料补给纪录和环境温度中的一个或多个来确定所述燃料蒸汽。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动马达至少部分由蓄电装置驱动，且所述方法进一步包含：
在所述蓄电装置的荷电状态低于所述冷起动状况中所述蓄电装置的荷电状态且低于电荷阈值的第二冷起动状况期间，在比所述冷起动状况中更小程度地运转所述电动马达；以及
在所述发动机起动期间使用液体燃料和/或燃料蒸汽在所述至少一个汽缸中执行燃烧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机进一步包括至少一个燃料喷射器以选择性地将燃料喷射入所述至少一个汽缸内，且所述方法进一步包含：
基于运转参数调节所述至少一个燃料喷射器喷射入所述至少一个汽缸的燃料量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调节包括在发动机温度增加时增加所述喷射燃料量。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调节包括当从所述燃料蒸汽滤罐释放的所述燃料蒸汽减少时增加所述喷射燃料量。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电动马达至少部分由蓄电装置驱动，且所述调节包括在蓄电装置的荷电状态降低时增加所述喷射燃料量。
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