CN106257035B - 用于改善罐抽取的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于改善罐抽取的系统和方法。提供了用于控制升压发动机中的燃料蒸汽罐的抽取运转的系统和方法。一种方法包含,经由排出器将存储的燃料蒸汽从燃料蒸汽罐抽取到压缩机的入口,同时旁通罐抽取阀,排出器通过耦接在罐抽取阀的上游的截然不同的通道流体地耦接到燃料蒸汽罐,其中可以通过切断阀调节通过排出器的动力气流。可以基于发动机是否升压来调整切断阀。

Description

用于改善罐抽取的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于改善来自燃料蒸汽罐的燃料蒸汽的抽取(purge)的系统和方法。
背景技术
车辆燃料系统包括被设计为减少燃料蒸汽到大气的释放的蒸发排放控制系统。例如,来自燃料箱的汽化的碳氢化合物(HC)可以被存储在塞满吸附并且存储蒸汽的吸附剂的燃料蒸汽罐中。在稍后的时候,当发动机在运转中时,蒸发排放控制系统可以允许蒸汽被抽取到发动机进气歧管内以便用作燃料。
燃料蒸汽从燃料蒸汽罐的抽取可以包含打开被耦接到燃料蒸汽罐与进气歧管之间的管道的罐抽取阀。在抽取运转期间,进气歧管中的真空或负压可以抽吸空气通过燃料蒸汽罐,从而实现燃料蒸汽从罐的解吸。这些解吸的燃料蒸汽可以通过罐抽取阀流入进气歧管。因此,罐抽取阀可以经由与罐抽取阀串联地设置的音速阻风门(sonic choke)调节进入进气歧管的燃料蒸汽的流动。相应地,音速阻风门可以充当阀与进气歧管之间的抽取路径中的流动限制器。
在升压发动机中,在当压缩机在运转中时的升压状况期间,进气歧管可以具有正压。在本文中,被耦接在压缩机旁通通道中的排出器可以产生能够被用来从燃料蒸汽罐抽吸存储的燃料蒸汽的真空。然而,通过排出器的抽取流会更低,因为罐抽取阀中的音速阻风门会过度地限制到排出器的抽吸端口的罐抽取流。相应地,排出器在抽取燃料蒸汽罐方面的性能会由于音速阻风门在流动路径中的存在而被严重地降低。
Stephani在DE 011084539中示出了展示改善的抽取运转的示例方法。在本文中,被耦接在压缩机旁通通道中的排出器与燃料蒸汽罐直接连通,使得燃料蒸汽从燃料蒸汽罐被抽取到排出器而不流过罐抽取阀。通过将燃料蒸汽罐直接耦接到排出器,会避开罐抽取阀中的音速阻风门的计量效果。压缩机旁通通道中的转向阀调节通过排出器的流动并且因此调节燃料蒸汽罐的抽取。
发明人在此已经认识到以上方法的潜在问题。DE 102011084539中的方法主要在当排出器能够产生抽吸抽取的燃料蒸汽的真空的非怠速状况期间被使用。因此,升压水平必须足够高以产生在排出器处用于抽吸抽取的燃料蒸汽的充分真空。因此,在更低的升压水平期间,抽取效率会被降低。相应地,在怠速状况期间的歧管真空不能用于罐抽取。
发明内容
发明人在此已经认识到以上问题,并且已经识别了至少部分地解决所述问题的方法。在一种示例方法中,一种方法可以包含:在升压状况期间,通过使压缩空气再循环通过被耦接在压缩机旁通通道中的排出器而产生真空;将真空的第一部分应用在罐抽取阀下游的抽取管路上;以及将真空的第二其余部分应用在罐抽取阀上游的抽取管路上。
该方法可以额外地或替代地包含,基于罐负荷、自先前的抽取以后的时间、进气歧管真空水平和升压水平中的一个或多个调整应用的真空的第一部分相对于真空的第二部分的比值。在一些示例中,调整比值可以包括,当罐负荷增加时,相对于应用在罐抽取阀上游的抽取管路上的真空的第二部分增加应用在罐抽取阀下游的抽取管路上的真空的第一部分。
在另一表示中,一种用于升压发动机的方法可以包含:在第一状况期间,经由罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从罐流入进气歧管;在第二状况期间,使存储的燃料蒸汽从罐流入被耦接在压缩机旁通通道中的排出器的抽吸端口,存储的燃料蒸汽流过绕过罐抽取阀的旁通通道;以及在第三状况期间,经由罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从罐流入排出器的抽吸端口和进气歧管中的每一个,存储的燃料蒸汽经由罐抽取阀和止回阀中的每一个流入排出器的抽吸端口。
在一些示例中,在第一状况期间,存储的燃料蒸汽可以不流过被耦接在旁通通道或止回阀中的旁通阀,在第二状况期间,存储的燃料蒸汽可以不流过抽取阀或止回阀,并且在第三状况期间,存储的燃料蒸汽不流过旁通阀。此外,第一状况可以包括在自然吸气的情况下的发动机运转,并且第二状况和第三状况中的每一个可以包括在升压的情况下的发动机运转,在第二状况期间的升压水平高于在第三状况期间的升压水平。
以此方式,在涡轮增压发动机中的升压状况期间可以从燃料蒸汽罐抽取的燃料蒸汽的量可以被增加。另外,在浅的进气歧管真空水平期间可以从燃料蒸汽罐抽取的燃料蒸汽的量可以被增加。通过经由两个单独的流动路径将排出器耦接到燃料蒸汽罐,一个流动路径通过罐抽取阀,而另一个流动路径通过旁通阀,罐抽取阀可以被绕过,并且到压缩机入口的抽取流速可以在歧管真空更低的升压状况期间被提高。另外,通过基于发动机状况而经由排出器切断阀控制压缩机旁通气流和排出器真空,发动机性能可以被提高。总的来说,车辆燃料经济性和排放顺应性可以被改善。
应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是根据本公开的包括示例罐抽取旁通阀的示例发动机系统的示意图。
图2A是根据本公开的图1的发动机系统和罐抽取旁通阀的替代实施例。
图2B是根据本公开的图1的发动机系统和罐抽取旁通阀的替代实施例。
图3呈现了图示升压和非升压状况期间的抽取流的高级流程图。
图4描绘了用于升压状况期间的抽取流的高级流程图。
图5呈现了示出当排出器被耦接到罐抽取阀的下游时与当排出器通过旁通阀旁通抽取阀时通过排出器的流速之间的比较的曲线图。
图6是描绘发动机系统中的示例抽取运转的曲线图。
具体实施方式
以下详细描述涉及用于改善被包括在发动机系统(诸如图1-图2B的发动机系统)中的燃料蒸汽罐的抽取的系统和方法。发动机系统可以是包括涡轮和压缩机的升压发动机。燃料蒸汽罐可以经由罐抽取阀被耦接到发动机进气装置,其中罐抽取阀可以包括被容纳在罐抽取阀的共同容器内的电磁阀和音速阻风门。燃料蒸汽罐中的存储的燃料蒸汽可以经由两个路径被抽取到发动机的进气装置内。在非升压状况期间,燃料蒸汽可以经由电磁阀被抽取并且通过罐抽取阀的音速阻风门进入进气歧管(图3)。在升压状况期间,来自燃料蒸汽罐的燃料蒸汽可以被抽取通过被耦接到绕过压缩机的旁通通道的排出器(图3-图4)。在本文中,燃料蒸汽可以被递送到压缩机的入口并且随即进入进气歧管。被耦接在压缩机旁通通道中的切断阀可以被调整以实现通过排出器的动力气流,因此产生抽吸并且引起空气流过罐并且流入排出器(图3-4)。
在升压状况期间,切断阀的位置可以被调整以调节从燃料蒸汽罐通过排出器到压缩机的入口的抽取流的量(图3和图6)。在图6中描绘了示例抽取运转。另外,从燃料蒸汽罐流向排出器的抽取气体可以遵循两个单独的流动路径,其中每个路径中的流动可以通过被设置在每个流动路径中的阀被调整。第一抽取旁通管路可以将排出器耦接到罐抽取阀的上游,并且通过第一抽取旁通管路的抽取流可以通过被设置在第一抽取旁通管路中的罐抽取旁通阀来调节。通过将排出器耦接到罐抽取阀的上游,增加的抽取流速可以经由排出器来获得(图5)。
现在参照图1,它示出了可以被包括在机动车辆中的示例发动机系统100的方面。发动机系统被配置用于燃烧被积聚在其至少一个部件中的燃料蒸汽。发动机系统100包括在102处大体描绘的多缸内燃发动机,所述多缸内燃发动机可以推进机动车辆。发动机102可以至少部分地由包括控制器112的控制系统和由经由输入装置132来自车辆操作者130的输入来控制。在该示例中,输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
发动机102包括进气节气门165,所述进气节气门165沿着进气通道142被流体地耦接到进气歧管144。空气可以从进气系统(AIS)进入进气通道142,所述进气系统(AIS)包括与车辆的环境连通的空气净化器133。进气节气门165可以包括节流板192。在该具体示例中,可以由控制器112经由提供给被包括在进气节气门165内的电动马达或致动器的信号改变节流板192的位置,这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式,进气节气门165可以被运转,以改变提供给进气歧管144和在其中的多个汽缸的进气。
大气压力传感器196可以被耦接在进气通道142的入口处,用于提供关于大气压力(BP)的信号。歧管空气压力传感器162可以被耦接到进气歧管144,用于为控制器112提供关于歧管空气压力(MAP)的信号。节气门入口压力传感器161可以被直接耦接在进气节气门165的上游,用于提供关于节气门入口压力(TIP)或升压压力的信号。
进气歧管144被配置为向发动机102的多个燃烧室30(也称为汽缸30)供应进气空气或空气-燃料混合物。燃烧室30可以被布置在充满润滑油的曲轴箱(未示出)的上方,其中燃烧室的往复活塞使曲轴(未示出)旋转。可以经由燃料喷射器66向燃烧室30供应一种或多种燃料。燃料可以包括汽油、醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射(如在图1中示出的)、进气道喷射、节气门阀体喷射、或其任何组合向燃烧室供应燃料。应注意,在图1中描绘了单个燃料喷射器66,并且尽管未示出,但是每个燃烧室30可以与相应的燃料喷射器66耦接。在燃烧室中,可以经由火花点火和/或压缩点火而开始燃烧。另外,来自燃烧室30的排气可以经由排气歧管(未示出)离开发动机102进入被耦接到排气通道(未示出)的排放控制装置(未示出)。
发动机系统100可以进一步包括压缩机114,所述压缩机114用于为进气歧管144提供升压的进气充气。在涡轮增压器压缩机的示例中,压缩机114可以被机械地耦接到排气涡轮(未示出)并且由所述排气涡轮驱动,所述排气涡轮由从发动机流出的排气提供动力。排气涡轮可以被设置在排气通道中,并且可以由排气驱动。废气门(未示出)可以被耦接在涡轮增压器的排气涡轮的两侧。具体地,废气门可以被包括在旁通通道中,所述旁通通道被耦接在排气涡轮的入口与出口之间。通过调整废气门的位置,可以控制由排气涡轮提供的升压量。
替代地,压缩机114可以是任何合适的进气压缩机,诸如马达驱动的机械增压器压缩机。
在图1中图示的构造中,压缩机114从空气净化器133抽吸新鲜空气,并且使压缩空气流过中间冷却器143。中间冷却器也可以被称为增压空气冷却器。因此,压缩机114和中间冷却器143中的每一个均被设置在进气节气门165的上游。中间冷却器143对压缩空气进行冷却,然后所述压缩空气根据进气节气门165的节流板192的位置经由进气节气门165流向进气歧管144。压缩机入口压力传感器160被直接耦接在压缩机114的上游,用于为控制器112提供关于压缩机入口压力(CIP)的信号。
一个或多个旁通通道可以被耦接在压缩机114的两侧,以使由压缩机114压缩的进气空气的一部分转向回到压缩机的上游、进入压缩机入口。一个或多个旁通通道可以包括第一通道186和第二通道191。额外地或替代地,一个或多个旁通通道可以包括如在图1中示出的那样设置的排出器180。当用于发动机系统中时,排出器可以提供低成本真空产生,并且在一些示例中排出器可以是被动装置。因此,排出器180可以是排出器、喷射器、文丘里管、喷射泵或类似的被动装置。因此,在本文中的描述中,排出器可以替代地被称为吸气器、文丘里泵、喷射泵和喷射器。
如在图1的示例中描绘的,第一通道186的第一端145可以在空气净化器133的下游并且在压缩机114的上游被耦接到进气通道142。第一通道186的第二端147可以经由排出器180与第二通道191耦接。因此,第一通道186的第二端147可以被耦接到排出器180的动力出口。换言之,排出器180的动力出口可以经由第一通道186在压缩机114的上游并且在CIP传感器160的上游被耦接到进气通道142。因此,来自压缩机114下游的与可以经由抽吸被吸入排出器的其他流体混合的压缩空气的动力流动可以在压缩机的上游并且在空气净化器133的下游的位置处(例如,在第一端145处)流入进气通道142。
另外,第二通道191的第一端151可以在压缩机114的下游、中间冷却器143的下游并且在进气节气门165的上游与进气通道142流体连通。第二通道191的第二端149可以被耦接到排出器180的动力入口,并且通过那里到达第一通道186。因此,排出器180的动力入口可以在压缩机114的下游、在中间冷却器143的下游并且在进气节气门165的上游的点处与进气通道142流体地连通。在替代性实施例中,排出器180的动力入口可以在压缩机114的下游但是在中间冷却器143的上游被流体地耦接到进气通道142。
通过由第一通道186和第二通道191形成的旁通通道转向的空气量可以取决于发动机系统内的相对压力。替代地,如在所描绘的实施例中示出的,切断阀185可以被包括在第一端151与第二端149之间的第二通道191中,以调节进入压缩机旁通通道中的压缩空气的流动。如图所示,切断阀(SOV)185被设置在排出器180的上游(相对于压缩机旁通通道中的压缩空气的流动)。为了详细描述,SOV 185在排出器180的动力入口的上游的位置处被设置在压缩机旁通通道中,所述排出器180的动力入口被耦接到第二通道191的第二端149。没有其他部分被放置在排出器与SOV 185之间。在本文中,切断阀185的位置可以调节流过旁通通道的空气量。通过控制切断阀185并且改变通过旁通通道转向的空气量,能够调节在压缩机下游提供的升压压力。这实现了升压控制,并且还控制了压缩机喘振。
另外,当通过通道186和191使空气转向时,可以为了各种各样的目的(包括经由罐抽取阀从罐抽吸燃料蒸汽、将真空应用于诸如制动助力器的真空消耗装置、或用于存储在真空贮存器中)而在排出器180处产生真空。切断阀185可以是被电动地致动的电磁阀,并且切断阀185的状态可以由控制器112基于各种发动机工况来控制。然而,作为替代选择,切断阀185可以是气动(例如,真空致动)阀;在这种情况下,用于切断阀185的致动真空可以源自进气歧管和/或真空贮存器和/或发动机系统的其他低压接收端(sinks)。在切断阀是气动控制阀的实施例中,可以独立于动力传动系统控制模块执行切断阀的控制(例如,可以基于发动机系统内的压力/真空水平被动地控制切断阀185)。
SOV 185可以是二位开/闭阀,或可以是能够取得完全关闭与完全打开之间的位置的连续可变阀。因此,在SOV 185是二位阀的示例中,SOV 185可以被调整到完全打开位置或完全关闭位置。然而,在一些实施例中,SOV 185可以是连续可变阀,并且可以被调整到第一关闭位置与第二打开位置之间的任何位置。换言之,在SOV 185的边缘与通道191的内壁之间形成的开口可以随着朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。
在一个示例中,切断阀185的位置可以基于进气歧管压力来调整。在另一示例中,切断阀185的位置可以基于期望的发动机空气流量和/或流速来调整。在另一示例中,SOV185的位置可以基于罐负荷(例如,罐122的负荷)来调整。在又一示例中,切断阀185的位置可以基于期望的升压水平。应认识到,提及的切断阀185的调整可以参考经由控制器112的主动控制(例如,如在切断阀185是电磁阀的实施例中)或基于切断阀的真空致动阈值的被动控制(例如,在切断阀185是真空致动阀的实施例中)。通过经由切断阀185的状态的调整来改变通过排出器180的动力流动,可以调节在排出器180的吸入入口抽吸的真空量以满足真空要求。
发动机系统100进一步包括燃料系统40,所述燃料系统40包含燃料箱126、燃料蒸汽罐122和将会在下面进一步描述的其他部件。燃料箱126存储可以经由燃料喷射器66向发动机102中的燃烧室30递送的挥发性液体燃料。为了避免燃料蒸汽从燃料箱126排放到大气内,燃料箱126通过燃料蒸汽罐122被排放到大气。燃料蒸汽罐也可以在该描述的其余部分中被称为吸附罐、燃料系统罐、炭罐、或被简称为罐。燃料蒸汽罐122可以具有用于在吸附状态下存储烃基、醇基和/或酯基燃料的显著能力。吸附罐可以充满活性炭颗粒和/或另一高表面积材料,例如以吸附从燃料箱接收的燃料蒸汽。然而,延长的燃料蒸汽的吸附最终将会降低吸附罐的用于进一步存储的能力,并且可以导致渗出的排放。因此,吸附罐可以被周期性地抽取吸附的燃料蒸汽,如在下文中进一步描述的。虽然在图1中示出了单个燃料蒸汽罐122,但是应认识到,任何数量的罐都可以被耦接在发动机系统100中。
蒸汽隔断阀(VBV)124(也称为燃料箱隔离阀124)可以被可选地包括在燃料箱126与燃料蒸汽罐122之间的管道中。在一些实施例中,VBV 124可以是电磁阀,并且可以通过调整专用螺线管的驱动信号(或脉冲宽度)来调节VBV 124的运转。在一些示例中,VBV 124可以包括有意泄漏,其中有意泄漏可以是可以与VBV 124并联的旁通管路。在正常的发动机运转期间,VBV 124可以被保持关闭,以限制从燃料箱126被引导到罐122的日常蒸汽量。在加燃料运转期间并且在选定的抽取条件下,VBV 124可以被打开以将燃料蒸汽从燃料箱126引导到罐122。在当燃料箱压力高于阈值压力(例如,超过燃料箱的机械压力限制,超过该限制,燃料箱和其他燃料系统部件可能会引发机械损坏)时的状况期间,通过打开燃料箱隔离阀(FTIV)124,可以将加燃料蒸汽释放到罐内,并且可以将燃料箱压力维持在压力限制之下。虽然所描绘的示例示出了VBV 124被设置在燃料箱与罐之间的通道中,但是在替代实施例中,FTIV可以被安装在燃料箱126上。
一个或多个压力传感器128可以被耦接到燃料箱126,用于估计燃料箱压力或真空水平。虽然所描绘的示例示出了被耦接到燃料箱126的压力传感器,但是在替代实施例中,压力传感器128可以被耦接在燃料箱与VBV 124之间。
在抽取运转期间从罐122被释放的燃料蒸汽可以经由抽取管道119被引导到进气歧管144内。可以通过被耦接在燃料系统罐与发动机进气装置之间的罐抽取阀164来调节蒸汽沿着抽取管道119的流动。通过罐抽取阀被释放的蒸汽量和蒸汽速率可以通过相关联的罐抽取阀螺线管(未描绘)的占空比来确定。因此,响应于包括例如发动机转速-负荷状况、空燃比、罐负荷等的发动机工况,可以通过车辆的动力传动系统控制模块(PCM)(诸如控制器112)来确定罐抽取阀螺线管的占空比。通过命令罐抽取阀关闭,控制器可以从发动机进气装置密封燃料蒸汽回收系统。可选的罐止回阀152可以被包括在抽取管道119中,以防止进气歧管压力使气体沿抽取流的相反方向流动。因此,如果罐抽取阀控制不是准确同步的或罐抽取阀本身可能被高的进气歧管压力强行打开,那么可以包括可选的罐止回阀。歧管空气流量(MAF)的估计可以从被耦接到进气歧管144并且与控制器112通信的MAF传感器(未示出)获得。替代地,MAF可以根据替代的发动机工况(诸如通过被耦接到进气歧管的MAP传感器162测量的质量空气压力(MAP))来进行推测。
在图1中示出的构造中,罐抽取阀164是两端口罐抽取阀(CPV),所述罐抽取阀控制沿着抽取管道119和第二抽取旁通管道123中的每一个从罐进入进气歧管的燃料蒸汽的抽取。抽取管道119将CPV 164流体地耦接到进气歧管144。第二抽取旁通管道123将CPV 164流体地耦接到排出器180,并且在其上流体地耦接到压缩机114上游的进气通道142。第二抽取旁通管道123经由第二止回阀150被流体地耦接到排出器180的吸入入口194。排出器180的吸入入口194也可以被称为排出器180的抽吸端口194。
在图1中示意地描绘的CPV 164包含电磁阀172和流动限制装置174。在所描绘的示例中,流动限制装置174可以是音速阻风门174。应注意,电磁阀172和音速阻风门174可以被设置在CPV 164的单个共同的壳体内。换言之,电磁阀172和音速阻风门174可以被设置在CPV 164的同一壳体内。还应注意,音速阻风门174在CPV 164内被设置在电磁阀172附近。应进一步注意,在不脱离本公开的范围的情况下,CPV可以包括除电磁阀之外的阀和除音速阻风门之外的流动限制装置。音速阻风门174也可以被称为音速喷嘴174。
如在图1中描绘的,流动限制装置174(或音速阻风门174)被设置为与电磁阀172串联,使得音速阻风门174的入口与电磁阀172的出口流体地连通。音速阻风门174的出口经由抽取管道119被流体地耦接到进气歧管144,所述抽取管道119可以包含第一止回阀152。音速阻风门是特殊种类的流动限制装置,所述流动限制装置对于深于15-20kPa的真空来说导致大体上固定的流速。音速阻风门具有使其不同于没有压力恢复的孔口的压力恢复的能力。在没有压力恢复的情况下,假设上游压力是100kPa,受阻的流动可以以深于48kPa的真空发生。
音速阻风门限制装置可以实现流速的更准确的计量。离开电磁阀172的出口的抽取的蒸汽在直接流入进气歧管144之前遇到CPV 164的流动限制装置174。替代地,抽取的蒸汽可以在离开CPV 164之后经由第二抽取旁通管道123流向排出器180。通过在电磁阀172的下游设置音速阻风门174,抽取流可以被调节并且被计量以稳定的流速进入进气歧管144。另外,如果抽取的燃料蒸汽以稳定的流速进入进气歧管,那么经由燃料喷射器的燃料喷射可以被更准确地调整,从而允许空燃比、排放和发动机性能的提高的控制。被耦接在抽取管道119中的第一止回阀152防止从进气歧管144进入罐122的逆流,并且允许流体仅从CPV164沿着管道119朝向进气歧管144流动。如所描绘的,第一止回阀152可以被设置在CPV 164与进气歧管144之间、音速阻风门174的出口下游的抽取管道119中。
CPV 164的打开或关闭由控制器112经由电磁阀172的致动来执行。具体地,脉冲宽度调节(PWM)信号可以在罐抽取运转期间被通信给CPV 164中的电磁阀172。在一个示例中,PWM信号可以处于10Hz的频率。在另一示例中,电磁阀172可以接收20Hz的PWM信号。在又一示例中,螺线管可以被同步地致动。
当CPV 164打开时,取决于发动机系统内的相对压力水平,抽取流可以流过CPV164,并且然后如果SOV 185没有关闭则继续经由第二抽取旁通管道123进入排出器180的吸入入口194,或经由抽取管道119进入进气歧管144。在某些状况期间,抽取流可以沿着两条抽取路径(例如,抽取管道119和第二抽取旁通管道123)同时发生。
第二止回阀150可以被设置在CPV 164下游的第二抽取旁通管道123中。抽取的蒸汽因此可以仅沿从CPV 164朝向排出器180的吸入入口194的方向而不沿相反的方向流动。第二止回阀150有效地阻止流体从排出器180流入进气歧管144和CPV 164中的一个或多个。第二止回阀150的位置可以为使得体积被包括在第二止回阀150与CPV 164的出口之间。
第一抽取旁通管道121可以将排出器180流体地耦接到CPV 164上游的罐122。具体地,第一抽取旁通管道121的第一端127可以在CPV 164与罐122之间被耦接到CPV 164的上游。旁通管道121的第二端129可以在第二止回阀150的下游被耦接到第二抽取旁通管道123。然而,在其他示例中,旁通管道121的第二端129可以被直接耦接到排出器180的抽吸端口194。
因此,在SOV 185不在关闭位置中的发动机工况下,来自罐122的气体可以流过第一抽取旁通管道121、途中绕过CPV 164到达排出器180。蒸汽沿着第一抽取旁通管道121的流动可以通过在管道121的第一端127与第二端129之间耦接在管道121中的罐抽取旁通阀(CPBV)184来调节。CPBV 184可以是电磁阀,并且因此CPBV 184的打开或关闭可以由控制器112经由致动来执行。具体地,脉冲宽度调节(PWM)信号可以在罐抽取运转期间被通信给CPBV 184。在一个示例中,PWM信号可以处于10Hz的频率。在另一示例中,CPBV 184可以接收20Hz的PWM信号。另外,CPBV 184可以是低限制阀,并且可以不包括音速阻风门(诸如被包括在CPV中的音速阻风门172)。因此,CPBV可以允许比CPV更大量的气体从其中流过。
然而,在排出器180的入口194处的真空水平在阈值之下的状况期间,CPBV可以被关闭。因此,如果排出器的入口194处的真空水平在阈值之下,其中所述阈值表示在其之下气体可以从排出器180朝向罐122流动的真空水平,那么CPBV 184可以被关闭。当排出器处的真空水平在阈值之下时,CPBV184可以被关闭,以防止气体经由管道121从排出器180流向CPV的上游以及罐122和进气歧管144中的一个或多个。
如在上面解释的,在一些示例中,CPBV 184可以是被电动地致动的电磁阀,并且可以由控制器112基于各种发动机工况来控制CPBV 184的状态。然而,作为替代选择,CPBV184可以是气动(例如,真空致动)阀;在这种情况下,用于CPBV 184的致动真空可以源自进气歧管和/或真空贮存器和/或发动机系统的其他低压接收端。在CPBV 184是气动控制阀的实施例中,可以独立于动力传动系统控制模块执行切断阀的控制(例如,可以基于发动机系统内的压力/真空水平被动地控制CPBV 184)。
不论CPBV 184是被电动地致动还是利用真空被致动,它可以二位阀(例如,两通阀)或连续可变阀。二位阀可以被控制为完全打开或完全关闭(切断),使得二位阀的完全打开位置是阀不施加流动限制的位置,而二位阀的完全关闭位置是阀限制所有流动使得没有流动可以穿过阀的位置。相比之下,连续可变阀可以在不同的程度上被部分地打开。具有连续可变切断阀的实施例可以在抽取流通过第一抽取旁通管道121的控制方面提供更大的柔性,具有连续可变阀会比二位阀更昂贵的缺点。因此,在CPBV 184是连续可变阀的示例中,CPBV 184可以被调整到第一关闭位置与第二打开位置之间的任何位置,其中流过CPBV 184的气体量可以随着朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。换言之,在CPBV 184的边缘与旁通管道121的内壁之间形成的开口可以随着朝向第二打开位置远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。在其他示例中,CPBV 184可以是闸门阀、枢转板阀、提升阀、或另一合适类型的阀。
CPBV 184的状态可以基于各种发动机工况来调整,以改变通过第一抽取旁通管道121的动力气流。如在本文中使用的,CPBV 184的状态可以是完全打开的、部分打开的(在不同的程度上)、或完全关闭的。在一个示例中,CPBV184的状态可以基于进气歧管压力来调整。在其他示例中,CPBV 184的状态可以基于罐负荷来调整。罐负荷可以是存储在罐122中的燃料蒸汽的水平,并且可以基于来自传感器138的输出被估计,如在下面更详细地描述的。在另一示例中,CPBV 184的状态可以基于期望的发动机空气流量和/或流速来调整。在又一示例中,CPBV 184的位置可以基于期望的升压水平。在更进一步示例中,CPBV 184的位置可以基于节气门入口压力,所述节气门入口压力基于来自传感器161的输出被估计。应认识到,提及的CPBV 184的调整可以指经由控制器112的主动控制(例如,如在CPBV 184是电磁阀的实施例中)或基于切断阀的真空致动阈值的被动控制(例如,在CPBV 184是真空致动阀的实施例中)。通过经由CPBV 184的状态的调整而改变通过第一抽取旁通管道121的动力流动,只要SOV 185不在关闭位置中并且正在排出器180的入口194处抽吸真空,就可以调节从CPV 164的上游抽吸到排出器180的吸入入口的抽取气体量。
另外,如在下面参照图3更详细地描述的,在某些发动机状况期间,诸如当歧管空气压力超过阈值时,CPV阀164可以被关闭,并且抽取气体可以仅从罐122通过第一抽取旁通管道121而不通过抽取管道119或第二抽取旁通管道123流向排出器180。
燃料系统40可以由控制器112通过各种阀和螺线管的选择性调整而在多种模式下运转。例如,燃料系统可以在燃料蒸汽存储模式下运转,其中控制器112可以关闭CPV 164并且打开罐排气阀120和FTIV 124以将加燃料和日常的蒸汽引导到罐122内,同时防止燃料蒸汽被引导到进气歧管内。在该模式下,被剥夺燃料蒸汽的空气可以通过罐排气阀120和排气口117从罐122流向大气。
作为另一示例,燃料系统可以在加燃料模式下运转(例如,当燃料箱加燃料被车辆操作者请求时),其中控制器112可以调整阀以在使燃料能被添加到燃料箱中之前给燃料箱减压。在其中,控制器112可以打开罐排气阀(CVV)120并且打开CPV 164和FTIV 124中的每一个,以经由罐将过多的燃料箱压力/真空引导到进气歧管内。
作为又一示例,燃料系统可以在罐抽取模式下运转(例如,当罐饱和、排放控制装置已经到达起燃温度、以及在发动机运行的情况下时),其中控制器112可以打开CPV 164、CVV 120,并且关闭FTIV 124。通过关闭FTIV,罐能够被更有效地抽取。在该模式期间,由进气歧管或由排出器产生的真空可以被用来通过排气口117并且通过燃料系统罐122抽吸新鲜空气,以将存储的燃料蒸汽抽取到进气歧管144内。在该模式下,来自罐的抽取的燃料蒸汽连同使能抽取的从大气抽吸的空气一起在发动机中燃烧。抽取可以被继续,直至罐中的存储的燃料蒸汽的量在阈值之下。在抽取期间,获悉的蒸汽量/浓度能够被用来确定存储在罐中的燃料蒸汽的量,并且然后在抽取运转的较晚部分期间(当罐被充分抽取或充分空时),获悉的蒸汽量/浓度能够被用来估计燃料系统罐的负荷状态。替代地,在一个示例中,一个或多个传感器138可以被耦接到罐122,以提供罐负荷的估计(即,存储在罐中的燃料蒸汽的量)。作为一示例,传感器138可以是提供罐压力或罐负荷的估计的压力传感器。在另一示例中,燃料系统罐负荷可以基于在先前的罐抽取事件后已经发生的加燃料事件的次数和持续时间。基于罐负荷并且进一步基于发动机工况(诸如发动机转速-负荷状况),抽取流速可以被确定。虽然传感器138在图1中被示为直接耦接到罐,但是在不脱离本公开的范围的情况下,其他实施例可以将传感器138设置在罐的下游或在其他位置中。例如,传感器138可以被耦接在燃料箱与VBV 124之间中。
在一个或多个抽取模式期间,可以通过打开CPV 164的电磁阀172、SOV185和CPBV184中的一个或多个将存储在燃料蒸汽罐122中的蒸汽抽取到进气歧管144。例如,如更早详述的,蒸汽可以经由抽取管道119被直接抽取到进气歧管144,或经由第一抽取旁通管道121和第二抽取旁通管道123中的一个或多个被间接抽取进气歧管144。沿着第一抽取旁通管道121和第二抽取旁通管道123进入进气歧管144的抽取可以在进入排出器180的吸入入口194并且然后在第一通道186中流向最终通向进气歧管144的进气通道142之后发生。如将会在下面详述的,由从罐抽取的蒸汽采取的路径可以取决于切断阀185(当存在时)的状态以及取决于发动机系统100内的相对压力。因此,在排出器180处产生的真空量并且因此从罐122流向排出器180的气体量可以随着SOV朝向第二打开位置远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。
通过排出器180的动力气流在排出器180的吸入入口194处产生抽吸气流,由此产生可以被用来经由CPV 164和/或CPBV 184抽吸抽取的燃料蒸汽的真空。抽吸端口194可以被设置在排出器180的颈部处,并且因此可以在排出器180的颈部处抽吸真空。因此,排出器180是被耦接到压缩机旁通通道的三端口装置,包括动力入口端口、混合流或动力出口端口和吸入入口端口。如更早提到的,排出器180的抽吸端口194经由第二抽取旁通管道123与CPV 164的下游流体地连通,并且经由第一抽取旁通管道与CPV 164的上游流体地连通。因此,排出器180被流体地耦接到CPV 164的上游和下游两者。排出器180的动力入口可以被流体地耦接到第二通道191的第二端149,并且可以从压缩机114的下游接收压缩空气。因此,排出器180的动力入口可以在压缩机114下游的位置处被流体地耦接到进气通道142,并且在一些实施例中,也可以被耦接在中间冷却器143的下游。排出器180的动力出口可以被流体地耦接到第一通道186的第二端147。因此,排出器180的动力出口可以经由第一通道186在压缩机114上游的位置处与进气通道142流体地连通。在当动力气流穿过排出器180时的状况期间,来自动力入口和吸入入口194的流体流的混合物(在本文中也被称为混合流)离开混合流出口。在一个示例中,离开混合流出口的混合流可以是压缩空气与抽取的燃料蒸汽的组合。
应认识到,在一些实施例中,当切断阀185存在时,第一止回阀152可以不被包括在抽取管道119中。当第一止回阀152不被包括在抽取管道119中时,在升压状况期间并且在切断阀185至少部分地打开以经由排出器180产生真空的情况下,升压空气可以沿相反方向朝向CPV 164流过抽取管道119。在本文中,即使电磁阀172被打开,相对于流向燃料蒸汽罐122,升压空气可以优先朝向排出器180的抽吸端口194泄漏。另外,在升压状况期间,歧管压力可以低于节气门入口压力,使得通过将切断阀维持在至少略微打开位置,排出器180可以继续产生真空以远离罐122从进气歧管144抽吸任何反向流。如果当排出器驱动压力更低时,那么歧管压力将会同样更低,从而减少进入CPV 164的反向流。此外,在一些示例中,由于更低的流出系数,通过音速阻风门174的反向流可以充分低于通过音速阻风门174前向流。
还应认识到,在不脱离本公开的范围的情况下,由排出器180产生的真空可以被用于除抽吸抽取流之外的其他目的。例如,排出器产生的真空可以被存储在真空贮存器中。在另一示例中,来自排出器的真空可以被用于制动助力器中。
控制器112可以被配置为微型计算机,包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存取器和数据总线。控制器112可以从被耦接到发动机102的传感器116接收各种信号,诸如BP传感器196、MAP传感器162、CIP传感器160、TIP传感器161等。此外,控制器112可以基于从各种传感器116接收的输入监测并且调整各种致动器118的位置。这些致动器可以包括例如进气节气门165、进气和排气门系统、CPV 164的电磁阀172、罐排气阀120、FTIV 124、切断阀185和CPBV 184。控制器112中的存储介质只读存储器能够用计算机可读数据进行编程,所述计算机可读数据表示可由处理器执行的指令,用于执行在下面描述的程序以及期望但没有具体列出的其他变体。示例程序在本文中参照图3和图4进行描述。
以此方式,一种发动机系统可以包含:发动机,其包括进气装置;压缩机,其被耦接到进气装置,用于为发动机提供升压空气充气;压缩机旁路,其用于将升压空气充气从压缩机出口的下游再循环到压缩机入口;排出器,其被耦接在压缩机旁路中;燃料系统,其包括被耦接到罐的燃料箱;抽取管路,其经由抽取阀将罐耦接到进气装置;第一抽取旁路,其在抽取阀上游的位置处将排出器的抽吸端口耦接到抽取管路,第一抽取旁路包括旁通阀;第二抽取旁路,其在抽取阀下游的位置处将排出器的抽吸端口耦接到抽取管路,第二抽取旁路包括止回阀,第二抽取旁路在旁通阀的下游被耦接到第一抽取旁路;以及控制器,其具有计算机可读指令。计算机可读指令可以包括用于以下的指令:在升压发动机运转期间,使升压空气充气再循环通过排出器;以及基于升压压力和罐负荷,改变经由第一抽取旁路应用于罐上的排出器真空相对于经由第二抽取旁路应用于罐上的排出器真空的比值。
比值的改变可以包括,当升压压力增加或罐负荷增加时,增加经由第一抽取旁路应用在罐上的排出器真空相对于经由第二抽取旁路应用在罐上的排出器真空的比值。此外,进气装置可以进一步包括被耦接在压缩机下游的节气门,并且其中控制器进一步包括用于以下的指令:在改变期间,基于升压压力和罐负荷调整进气节气门的打开。在其他示例中,改变比值可以包括,调整旁通阀的打开和在排出器的动力入口的上游被耦接在压缩机旁路中的排出器切断阀的打开中的一个或多个。
现在转向图2A,它示出了可以被包括在机动车辆中的另一示例发动机系统200的方面。除了发动机系统200在第二抽取旁通管道123中包括第三止回阀153,发动机系统200与发动机系统100完全相同。因此,发动机系统200中的部件与先前在图1中示出的发动机系统100中介绍的那些部件相同。先前在图1中介绍的发动机系统200中的部件可以不在图2A的描述中被重新介绍或被讨论。
在第一抽取旁通管道121的第二端129被耦接到第二抽取旁通管道123的地方的下游,第三止回阀153可以被设置在第二抽取旁通管道123中。因此,第三止回阀153可以被设置在排出器180与第二抽取旁通管道123的部分之间,在第二抽取旁通管道123的该部分处第一抽取旁通管道121被耦接到第二抽取旁通管道123。在第一抽取旁通管道被直接耦接到排出器180的示例中,第三止回阀153可以不被包括在发动机系统200中。
第三止回阀153可以防止气体和/或流体流过排出器180、流过第一抽取旁通管道121和CPBV 184。因此,止回阀153可以防止气体和/或流体通过通道191或186、或二者流到CPV 164的上游。以此方式,当CPBV 184打开时,如果CPV 164也打开,止回阀153可以防止气体和/或流体从排出器180通过CPBV 184流到罐122和进气歧管144中的一个或多个。因此,在一些示例中,CPBV 184可以在所有发动机工况下都保持打开,除了罐负荷可能超过可以导致过多的燃料蒸汽被抽取到压缩机114的上游并且随后被抽取到进气歧管144的阈值的情况。因此,如果打开CPBV 184将会导致被抽取到排出器180的燃料蒸汽超过阈值,CPBV184可能只能被关闭。在一些示例中,阈值可以是期望的燃料喷射量的60%,其中燃料喷射量可以基于扭矩需求和期望的空燃比。
现在转向图2B,它示出了可以被包括在机动车辆中的另一示例发动机系统250的方面。除了发动机系统250可以不包括在图1中示出的在第二抽取旁通管道123中的止回阀150外,发动机系统250与发动机系统100完全相同。因此,发动机系统250中的部件与先前在图1中示出的发动机系统100中介绍的那些部件相同。先前在图1中介绍的发动机系统250中的部件可以不在图2B的描述中被重新介绍或被讨论。
在发动机系统250中,取决于进气歧管144中的压力,在CPBV 184的打开后,流过CPBV 184的气体可以流向进气歧管144。因此,尽管在图1中,止回阀(例如,在图1中示出的止回阀150)被包括在CPBV 184与进气歧管144之间的流动路径中,所述止回阀防止流过CPBV 184的气体流向进气歧管144,但是在发动机系统250中,CPBV 184可以被打开以允许气体从罐122流向进气歧管144。在发动机系统250中,CPBV 184和CPV 164两者都可以基于排出器180的入口194处的真空水平被调节。因此,如果排出器的入口194处的真空水平在阈值之下,其中所述阈值表示在其之下气体可以从排出器180朝向罐122流动的真空水平,那么CPBV 184和CPV可以被关闭。在排出器处产生的真空基于升压水平(节气门入口压力与压缩机入口压力之间的差)和SOV的位置。因此,对于升压水平的增加和SOV到更打开位置的调整来说,真空产生可以增加。因此,CPBV 184和CPV 164可以基于升压水平被调整,并且当升压水平降至可以引起气体从排出器180沿着管道123朝向CPBV 184、CPV 164和进气歧管144中的一个或多个流动的阈值之下时,可以被关闭。
更简单地说,可以在CPV 164与排出器180之间的压力差为使得CPV 164与排出器180之间的流动沿朝向排出器180而远离CPV 164的方向的升压状况期间打开CPV 164。此外,在此类升压状况期间,CPBV 184可以被打开,以增加气体从罐122朝向排出器180和进气歧管144中的一个或多个的流动。因此,如果CPV 164打开并且来自罐122的抽取流小于期望的,那么CPBV 184可以被打开以增加从罐122到排出器180和进气歧管144中的一个或多个和排出器180的抽取流。
现在转向图3,它描绘了用于基于发动机系统(诸如在图1中示出的发动机系统100)中的升压水平和歧管空气压力(MAP)执行罐抽取的示例程序300。具体地,在非升压状况期间,抽取的燃料蒸汽可以经由罐抽取阀(例如,在图1中示出的CPV 164)被引导到进气歧管内。在升压状况期间,取决于相对于升压压力的进气歧管压力,抽取的燃料蒸汽可以被引导到压缩机的入口、和/或被引导到进气歧管内。另外,抽取的流向压缩机的入口的燃料蒸汽可以被引导通过和/或绕过罐抽取阀。程序300和在其中描述的所有其他程序(诸如程序400)可以由控制器(例如,在图1示出的控制器112)执行。因此,程序300和400可以被存储在控制器上的非临时性存储器中,并且可以基于从各种发动机传感器(例如,在图1示出的传感器161和162)接收的信号而被执行。
程序300在302处开始,其中发动机运转参数(诸如扭矩需求、发动机转速、大气压力(BP)、MAP、空燃比等)可以被估计和/或被测量。例如,歧管压力可以经由歧管压力传感器(例如,图1中的传感器162)来感测。可以基于来自节气门入口压力传感器(例如,在图1中示出的TIP传感器161)的输出估计升压水平。另外,可以基于被耦接到发动机中的排气歧管的排气传感器的输出测量空燃比。
在304处,程序300可以确定抽取条件是否满足。抽取条件可以基于各种发动机和车辆运转参数被确认,各种发动机和车辆运转参数包括存储在燃料蒸汽罐(例如,在图1中示出的罐122)中的大于阈值的碳氢化合物量、大于阈值的排放物催化剂的温度、燃料温度、自上一次抽取运转以后的发动机启动的次数(诸如大于阈值的启动的次数)、自上一次抽取运转以后逝去的持续时间(例如,时间量、发动机循环的次数、行进的距离等)、燃料性质和各种其他参数。可以基于排放控制系统中的一个或多个传感器(例如,耦接到图1的燃料蒸汽罐122的传感器138)测量存储在燃料系统罐中的燃料蒸汽的量或基于在先前的抽取循环结束的时候获悉的蒸汽量/浓度估计存储在燃料系统罐中的燃料蒸汽的量。存储在燃料系统罐中的燃料蒸汽的量可以基于发动机和车辆工况(包括加燃料事件的频率和/或先前的抽取事件的频率和持续时间)被进一步估计。如果抽取条件未被确认并且不满足,程序300进入到306以不执行抽取程序,并且程序300结束。在替代性实施例中,可以由控制器基于现有的发动机状况来开始抽取程序。例如,如果排放处理装置已经实现起燃,那么即使当罐负荷小于阈值负荷时也可以开始抽取以进一步降低存储的碳氢化合物水平。
如果抽取条件在304处被满足,程序300继续到308以确定歧管真空是否大于第一上限阈值。如在上面解释的,歧管真空可以基于来自歧管压力传感器的输出被估计。第一上限阈值可以表示非升压的发动机状况,诸如发动机怠速状况,在非升压的发动机状况期间升压水平低于阈值。在歧管真空大于第一上限阈值的状况期间,(例如,在非升压状况期间),可以存在足够的歧管真空以通过抽取管道(例如,在图1中示出的抽取管道119)从罐抽取阀的下游抽吸抽取的燃料蒸汽。因此,在第一上限阈值之上的真空水平可以表示非升压的发动机工况,而在第一上限阈值之下的真空水平可以表示升压的发动机工况。
因此,如果在308处确定歧管真空大于第一上限阈值,那么程序300进入到310以调整用于抽取流的各种阀的位置。相应地,CPV(例如,图1的CPV 164)可以在312处被打开。在一些示例中,压缩机旁通通道中的切断阀(例如,SOV 185)也可以在非升压状况期间在316处被关闭,使得抽取气体可以仅从罐通过CPV沿着抽取管道直接流向进气歧管,而不通过排出器(例如,在图1中示出的排出器180)。然而,在一些实施例中,切断阀可以不被关闭,使得除沿着抽取管道直接流向进气歧管之外,一些抽取的气体还可以流过排出器。另外,CPBV(例如,在图1中示出的CPBV 184)可以在314处被关闭,使得抽取气体不通过第一抽取旁通管道(例如,在图1中示出的第一抽取旁通管道121)流动绕过CPV。然而,在一些实施例中,CPBV可以不被关闭,使得抽取气体可以从罐流动绕过CPV。具体地,在止回阀(例如,在图1、2A中示出的止回阀150)未被设置在CPBV与进气歧管之间的示例中,CPBV可以在310处被调整到打开位置,使得来自罐的抽取气体可以途中通过CPBV、流向进气歧管。
CPV的打开可以包括将脉冲宽度调节信号通信给电磁阀(例如,在图1中示出的电磁阀172),所述电磁阀可以在打开/关闭模式下脉冲。另外,电磁阀的打开和关闭可以与发动机汽缸燃烧事件同步。如应注意的,CPV中的电磁阀能够被视为将(来自罐的)燃料蒸汽连同(来自大气以使能抽取的)空气一起喷射到发动机进气装置内的气体燃料喷射器。
如在上面描述的,在CPV是二位阀的示例中,CPV的位置可以到抽取气体不流过CPV的第一关闭位置、或抽取气体流过CPV的第二打开位置。然而,在CPV是连续可变阀的其他示例中,CPV可以被调整到第一关闭位置与第二打开位置之间的任何位置。流过CPV的抽取气体的量可以取决于CPV的位置和罐与进气歧管或排出器之间的压力差两者。因此,如果罐与进气歧管和/或罐与排出器之间的压力差是恒定的,那么流过CPV阀的气体量可以随着CPV朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。
在CPV打开的情况下,燃料蒸汽可以(与空气一起)从燃料蒸汽罐流过抽取管道,经由电磁阀、音速阻风门(例如,在图1中示出的音速阻风门174)、经过抽取管道中的第一止回阀(如果存在的话,例如,在图1中示出的第一止回阀152),进入发动机系统100的进气歧管144。音速阻风门可以在当进气歧管具有至少8kPa的真空时的状况期间实现流动计量。
CPBV和SOV的调整可以类似于CPV的调整。因此,CPBV和SOV可以在气体不流过阀的相应的第一关闭位置与气体流过阀的一个或多个打开位置之间被调整。在第一关闭位置中,SOV可以限制升压气体的流动,使得升压气体不通过排出器从压缩机(例如,在图1中示出的压缩机114)的下游流向压缩机的上游。因此,当SOV被调整到第一关闭位置时,排出器可以不产生真空。当CPBV被调整到第一关闭位置时,抽取气体可以不流动绕过CPV。因此,如果CPV未被关闭并且CPBV被关闭,那么抽取气体可以仅流过CPV。相反,如果CPV被关闭并且CPBV打开,那么抽取气体可以仅流过CPBV而不流过CPV。
因此,程序300可以从310继续到318,并且进气歧管真空可以被用来通过罐抽吸空气以允许罐中的存储的燃料蒸汽的解吸和抽取。另外,在320处,进气真空可以通过CPV从罐抽吸这些解吸的和抽取的燃料蒸汽。在322处,抽取的蒸汽通过CPV的流动包括使抽取的蒸汽流过音速阻风门。
如在图1中描绘的,音速阻风门被设置在电磁阀的下游。因此,抽取的蒸汽可以首先流过电磁阀,并且稍后流过音速阻风门。流过音速阻风门的蒸汽可以流经第一止回阀(如果存在的话),并且然后可以流入进气歧管。因此,在324处,抽取的蒸汽可以从CPV被接收在进气节气门(例如,进气节气门165)下游的进气歧管中。另外,这些抽取的蒸汽可以被递送到燃烧室用于燃烧。因此,在如在316处SOV被调整到第一关闭位置的非升压状况期间,可以不存在通过排出器的抽取流,因为不能在其中产生真空。
基于从罐被接收在歧管中的燃料蒸汽的量,可以调整通过燃料喷射器的发动机燃料供给。相应地,在326处,燃料喷射正时和/或燃料喷射量可以基于从罐被接收在进气歧管中的抽取的燃料蒸汽的量来进行更改。在一个示例中,燃料喷射量和/或正时可以被调整,以将汽缸空燃比维持在期望的比值(诸如化学计量比)处或期望的比值附近。例如,当来自燃料蒸汽罐的抽取的燃料蒸汽的量增加时,经由燃料喷射器的燃料供给可以被减少,以将燃烧维持在化学计量比处。在另一示例中,燃料喷射量和/或正时可以被更改以维持用于扭矩的发动机燃烧。在又一示例中,燃料喷射正时和燃料喷射量之一或二者可以被改变,以维持发动机扭矩和化学计量比空燃比中的每一个。此外,传感器可以确定离开发动机的排气的空燃比,并且经确定的空燃比可以与期望的空燃比进行比较。控制器可以基于期望的空燃比与经确定的空燃比之间的差计算误差。来自燃料喷射器的燃料喷射可以基于计算的误差被相应地调整。程序300然后结束。
现在返回到308,如果在308处确定歧管真空不大于第一上限阈值,那么程序300进入到328以确定歧管真空是否大于第二下限阈值。第二下限阈值可以表示在其之下升压水平大于阈值的真空水平。因此,第二下限阈值可以包括在其之下表示更高的发动机负荷和过高大气进气状况中的一个或多个的真空水平。
如果在328处歧管真空大于第二下限阈值并且因此歧管真空在第一上限阈值与第二下限阈值之间,那么程序300进入到330以执行图4的程序400。程序400将会在下面参照图4被进一步描述。
另一方面,如果确认歧管真空不大于第二阈值并且因此在第一上限阈值和第二下限阈值中的每一个之下,那么程序300继续到332,其中不同的阀可以被调整以实现通过排出器的抽取流。在338处,SOV的位置可以基于升压压力、罐负荷和歧管真空水平中的一个或多个被调整。SOV的位置可以在罐负荷增加、升压压力增加和歧管真空水平降低中的一个或多个的情况下随着朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而被调整。以此方式,从罐流向排出器的抽取气体的量可以随着SOV朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。然而,在SOV是二位阀的其他示例中,在338处,SOV可以被调整到“开”(或打开)位置。因此,如果升压水平在阈值之上并且确定发动机被升压,那么SOV可以被打开,并且来自罐的气体可以通过排出器被抽取到压缩机的入口。
另外,在336处,CPBV可以被打开。在CPBV是二位阀的示例中,在336处,CPBV可以被调整到“开”(或打开)位置。然而,在CPBV是连续可变阀的示例中,CPBV可以在第一关闭位置与第二完全打开位置之间被调整。在不是CPBV的第一关闭位置的任何位置中,气体从CPV的上游通过CPBV流向排出器。因此,CPBV可以远离第一关闭位置被调整到第二打开位置、或被调整到第一关闭位置与第二打开位置之间的任何位置,使得抽取气体可以流过CPBV。
在一些示例中,在334处,CPV可以被关闭,使得抽取气体不流过CPV。因此,在此类示例中,抽取气体可以仅从罐流向排出器,并且仅流过第一抽取旁通管道而不流过第二抽取旁通管道或CPV。因此,抽取气体可以经由排出器仅从罐流向进气歧管,而不流过CPV阀和/或抽取管道。然而,在其他示例中,CPV可以被调整到打开位置,使得从罐流出的气体的一部分通过CPV流向排出器中的一个或多个、和/或经由抽取管道直接流向进气歧管。在CPV不在关闭位置中并且SOV不在关闭位置中的示例中,抽取气体可以通过CPV,并且在途中通过第二止回阀(例如,图1中示出的第二止回阀152)流向排出器。
CPV和CPBV两者都可以基于升压水平被调整。如果升压水平小于阈值,那么在332处CPV和CPBV可以被关闭,使得气体可以不从排出器朝向CPV和CPBV中的一个或多个流动。阈值可以表示升压水平,在该升压水平之下可以导致气体从排出器180朝向CPV和CPBV流动。
在340处,压缩空气可以从压缩机114的下游(并且在图1的示例中,中间冷却器143的下游)和进气节气门165的上游通过排出器180流向压缩机入口。压缩空气通过排出器的这种动力流产生真空。在344处,真空可以在排出器的颈部处被抽吸,并且在346处,真空被应用在CPV的上游用于将抽取的蒸汽从罐经由排出器抽吸到压缩机入口。
应用的真空可以将抽取的蒸汽从罐经由排出器抽吸到压缩机入口。在346处,抽取的蒸汽可以流过CPBV。在348处,这些蒸汽然后可以流过在CPBV下游、第二止回阀与排出器之间的第三止回阀(例如,在图2A中示出的止回阀153)(当被包括时)。另外,在一些示例中,程序300可以额外地或替代地包括不使抽取的蒸汽流过CPV。因此,在一些示例中,程序300可以包括,当进气歧管真空小于第二下限阈值时,仅使抽取的蒸汽流过CPBV而不流过CPV。因此,程序300可以包括使蒸汽流过第三止回阀而不流过第二止回阀。
然而,在CPV没有被关闭的一些示例中,程序300可以可选地包括,当真空小于第二下限阈值时,使蒸汽的一部分在途中通过CPV流向排出器和进气歧管中的一个或多个。当使蒸汽通过CPV流向排出器时,程序300包括使蒸汽流过第二抽取旁通管道。在一些示例中,使蒸汽流过第二抽取旁通管道包括,使抽取的蒸汽流过第二止回阀。因此,在一些示例中,程序300可以包括使抽取的蒸汽流过第二和第三止回阀。
这些解吸的蒸汽可以在压缩机入口处被接收,并且然后可以流入进气歧管用于发动机102的汽缸中的燃烧。基于从罐接收的燃料蒸汽的量,在326处可以调整发动机燃料供给。因此,喷射的燃料量和/或燃料喷射正时可以响应于从罐接收的燃料蒸汽的量而被调整。在一个示例中,燃料喷射量和/或正时可以被调整,以将汽缸空燃比维持在期望的比值(诸如化学计量比)处或在期望的比值附近。例如,燃料喷射量可以响应于从罐接收的燃料蒸汽的增加而被减少。程序300然后结束。
现在转向图4,它示出了用于当罐抽取条件存在并且歧管真空水平在第一上限阈值与第二下限阈值之间中时调节来自罐(例如,在图1中示出的罐122)的抽取气体的流动的程序400。因此,程序400可以作为程序300的延伸部分从程序300的330被运行。
程序400在402处通过估计和/或测量发动机运转参数(例如,扭矩需求、发动机转速、MAP、BP、TIP等)开始。在本文中也可以被称为升压水平的节气门入口压力可以基于来自设置在压缩机(例如,在图1中示出的压缩机114)与节气门(例如,在图1中示出的节气门165)之间的压力传感器(例如在图1中示出的传感器161)的输出被估计。
程序400从402继续到404,并且确定歧管真空是否在第一阈值与第二阈值(例如,在上面参照图3讨论的第一阈值和第二阈值)之间中。如果确定歧管真空水平不在第一阈值和第二阈值内,那么程序400继续到406,并且不继续程序400。程序400然后结束。
另一方面,如果在404处歧管真空在第一阈值与第二阈值之间,程序400继续到408,其包含基于罐负荷、升压压力和歧管真空中的一个或多个调整CPV(例如,在图1中示出的CPV 164)、CPBV(例如,在图1中示出的CPBV184)和SOV(例如,在图1中示出的SOV 185)中的一个或多个。
阀的位置可以在气体不流过阀的相应的第一关闭位置与气体流过阀的第二打开位置之间被调整。在阀是二位阀的示例中,阀仅可以被调整到第一关闭位置或第二打开位置。在阀是连续可变阀的一些示例中,阀还可以被调整到第一关闭位置与第二打开位置之间的一个或多个位置。在此类示例中,如果阀两侧的压力差是近似恒定的,那么流过阀的气体量可以随着阀朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加。
如在上面参照图3描述的,在耦接在压缩机(例如,在图1中示出的压缩机114)两侧的排出器(例如,排出器180)处的真空产生可以随着压缩机两侧的压力差的增加(例如,增加升压水平)和SOV朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加中的一个或多个而增加。因此,在排出器处产生的真空量可以通过调整SOV的位置来调整。
如果SOV不在第一关闭位置中并且真空在排出器处被产生,来自罐的抽取蒸汽可以从两个单独的流动路径被抽吸到排出器。抽取气体可以从第一抽取旁通管道(例如,在图1中示出的第一抽取旁通管道121)、和/或从第二抽取旁通管道(例如,在图1中示出的第二抽取旁通管道123)被抽吸到排出器。通过第二抽取旁通管道抽吸的抽取气体流过包括音速阻风门(例如,在图1中示出的音速阻风门172)的CPV。然而,通过第一抽取旁通管道抽吸的抽取气体不流过CPV,而是流过不包括音速阻风门的CPBV。
在SOV是连续可变阀的示例中,SOV可以在升压水平增加、罐负荷增加和歧管真空降低的情况下随着朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而被调整。
在CPBV是二位阀并且仅可调整到第一关闭位置或第二打开位置的示例中,程序400在408处可以包括将CPBV调整到第二打开位置。然而,在其他示例中,程序408可以包括将CPBV调整到第一关闭位置。在CPBV是连续可变阀的示例中,CPBV可以在升压水平增加、罐负荷增加和歧管真空降低的情况下随着朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而被调整。然而,在一些示例中,如果罐负荷增加至阈值之上,那么CPBV可以被关闭,以限制流向进气歧管144的燃料蒸汽的量,其中所述阈值表示罐负荷水平,在该罐负荷水平之上可以导致过多的燃料蒸汽被抽取到进气歧管。由于CPBV可以允许比CPV更大量的抽取气体流过它,因为CPBV不包括如同CPV的音速阻风门,所以相对于仅使抽取气体流过CPV,在升压状况期间的抽取效率可以被增加。
在CPV是二位阀并且仅可调整到第一关闭位置或第二打开位置的示例中,程序400在408处可以包括将CPV调整到第二打开位置。然而,在其他示例中,程序408可以包括将CPV调整到第一关闭位置。在CPV是连续可变阀的示例中,CPV可以基于升压水平、罐负荷和歧管真空被调整。例如,CPV可以在罐负荷增加的情况下随着朝向第二打开位置的偏移的增加而被调整,以增加抽取效率。然而,CPV可以随着朝向第一关闭位置的偏移的增加而被调整,以便降低歧管真空,从而减少气体从进气歧管(例如,在图1中示出的进气歧管144)到罐的逆流。然而,在包括止回阀(例如,在图1-图2A中示出的止回阀152)以防止蒸汽从进气歧管到CPV的逆流的示例中,CPV可以在所有发动机工况下都保持在第二打开位置中,这里所有发动机工况除了罐负荷超过阈值的发动机工况,其中所述阈值可以表示罐负荷水平,在该罐负荷水平之上可以导致过多的燃料蒸汽被供应到进气歧管。在一些示例中,罐负荷阈值可以表示发动机(例如,在图1-图2B中示出的发动机102)的燃料要求的60%。因此,如果罐负荷足够高以至于打开CPV将会导致多于发动机的大约60%的燃料要求由来自罐的抽取的蒸汽供应,那么CPV可以被关闭。否则,CPV可以保持在第二打开位置中。
因此,流过CPV和第二抽取旁通管道的抽取气体相对于流过CPBV和第一抽取旁通管道的抽取气体的比值可以基于罐负荷、自先前的抽取以后的时间、进气歧管真空水平和升压水平中的一个或多个被调整。CPV和CPBV可以被调整,以分别调节流过第二抽取旁通管道和第一抽取旁通管道的抽取气体的量。增加CPV阀的打开可以增加从排出器应用于CPV的下游的真空。增加CPBV的打开可以增加在CPV的上游产生的真空。因此,流过CPV和第二抽取旁通管道的抽取气体相对于流过CPBV和第一抽取旁通管道的抽取气体的比值可以通过分别调整应用于CPV的下游和上游的真空来调整。
在CPV的上游产生的真空可以通过将CPBV调整到更打开位置来增加。因此,流过CPV和第二抽取旁通管道的抽取气体相对于流过CPBV和第一抽取旁通管道的抽取气体的比值可以通过分别调整应用于CPV的下游和上游的真空来调整,其中在CPV的下游应用的真空可以随着CPV朝向打开位置而远离关闭位置的偏移的增加而增加,并且其中在CPV的上游应用的真空可以随着CPBV朝向打开位置而远离关闭位置的偏移的增加而增加。
流过CPV和第二抽取旁通管道的抽取气体相对于流过CPBV和第一抽取旁通管道的抽取气体的比值可以基于罐负荷、升压压力、进气歧管压力、自上一次抽取运转以后的时间等中的一个或多个被调整。具体地,流过CPBV和第一抽取旁通通道的抽取气体相对于流过CPV和第二抽取通通道的抽取气体的比值可以随着升压压力的增加、歧管真空的降低(歧管压力的增加)和增加罐负荷到阈值而增加。换言之,应用于CPV的上游相对于CPV的下游的真空量可以随着升压压力的增加、歧管真空的降低和罐负荷的增加而增加。因此,对于升压压力的增加、歧管真空的降低和罐负荷的增加中的一个或多个来说,CPBV可以随着朝向完全打开位置而远离关闭位置的偏移的增加而被调整。额外地或替代地,在进气歧管真空水平小于阈值(例如,歧管空气压力大于阈值)的升压状况期间,对于升压压力的增加、歧管真空的降低和罐负荷的增加中的一个或多个来说,CPV可以随着朝向关闭位置而远离打开位置的偏移的增加而被调整。
在升压状况期间,SOV可以不在关闭位置中。在一些示例中,SOV可以在所有发动机工况(除了扭矩需求超过阈值的状况)下都保持打开。只要SOV不在第一关闭位置中(在升压状况期间),抽取气体就可以从罐流向排出器。通过调整CPV和/或CPBV的位置,通过CPV阀和第二抽取旁通管道流向排出器的抽取气体相比于通过CPBV和第一抽取旁通管道流向排出器的抽取气体的相对量可以被调整。换言之,通过CPBV流入第一抽取旁通管道的抽取气体相对于通过CPV流入第二抽取旁通管道的抽取气体的比值可以通过调整CPBV和CPV的位置被调整。具体地,如果CPV的位置被维持恒定,那么流过第一抽取旁通管道的气体相对于流过第二抽取旁通管道的气体的比值可以随着CPBV朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而增加,并且反之亦然。类似地,如果CPBV的位置被维持恒定,那么流过第一抽取旁通管道的气体相对于流过第二抽取旁通管道的气体的比值可以随着CPV朝向第二打开位置而远离第一关闭位置的偏移的增加而减小,并且反之亦然。当CPV打开时,根据罐与进气歧管之间的压力差,抽取气体还可以流向进气歧管。然而,如果CPV被关闭而SOV未被关闭,那么抽取气体仅可以流过第一抽取旁通管道和CPBV、在途中流向排出器到达压缩机的上游。因此,如果CPV被关闭并且SOV和CPBV未被关闭,那么抽取气体仅可以流过第一抽取旁通管道,并且既不流过CPV、第一抽取旁通管道也不流过抽取管道(例如,在图1中示出的抽取管道119)。
由于CPBV可以允许比CPV更大量的抽取气体流过CPBV,因为CPBV不包括如同CPV的音速阻风门,所以相对于仅使抽取气体流过CPV,在升压状况期间的抽取效率可以被增加。
程序400可以继续到410,并且使压缩空气从压缩机的下游和节气门的上游以与在上面参照图3中的程序300的340描述的类似的方式流过排出器、流向压缩机入口。在通过使空气再循环绕过压缩机而在排出器处产生真空之后,程序400然后可以继续到412,并且将来自进气歧管和/或排出器的真空以与在图3中的程序300的342处描述的类似的方式应用于抽取罐。
因此,方法400在412处可以包括在排出器的颈部处抽吸真空,并且在414处向CPV的下游供应抽吸的真空。此外,方法400在412处可以包括在排出器的颈部处抽吸真空,并且在416处将抽吸的真空应用于CPV的上游。方法400然后可以从412进入到418,在418处包含利用应用的真空经由排出器将抽取的蒸汽从罐抽吸到压缩机入口和/或抽吸到进气歧管。在排出器处产生的真空到CPV的上游的应用可以通过打开CPBV阀来开始。因此,方法400在418处可以包括在422处使蒸汽流过CPBV。类似地,在排出器处产生的真空到CPV的下游的应用可以通过打开CPV来开始。因此,方法400在418处可以包括在420处使蒸汽流过CPV。因此,在一些示例中,通过关闭CPV并且打开CPBV,在排出器处产生的真空可以仅应用于CPV的上游而不应用于CPV的下游。在其他示例中,通过关闭CPBV并且打开CPV,在排出器处产生的真空可以仅应用于CPV的下游而不应用于CPV的上游。在更进一步的示例中,通过打开CPV和CPBV两者,在排出器处产生的真空可以应用于CPV的上游和CPV的下游两者。因此,如果CPBV被打开(诸如在422处),那么可以使来自罐的蒸汽流过CPBV。
然后可以在424处从进气歧管中的排出器接收蒸汽。因此,程序400在424处可以包含使被抽取的蒸汽通过排出器流向压缩机的上游,通过压缩机和节气门,流入进气歧管。
基于从罐接收的燃料蒸汽的量,在426处可以调整发动机燃料供给。因此,响应于从罐接收的燃料蒸汽的量,喷射的燃料量和/或燃料喷射正时可以被调整。在一个示例中,燃料喷射量和/或正时可以被调整,以将汽缸空燃比维持在期望的比值(诸如化学计量比)处或期望的比值附近。例如,响应于从罐接收的燃料蒸汽的增加,燃料喷射量可以被减少。程序400然后结束。
以此方式,一种方法可以包含,在升压状况期间,通过使压缩空气再循环通过被耦接在压缩机旁通通道中的排出器而产生真空;将真空的第一部分应用在罐抽取阀下游的抽取管路上;以及将真空的第二、其余部分应用在罐抽取阀上游的抽取管路上。该方法可以进一步包含,基于罐负荷、自先前的抽取以后的时间、进气歧管真空水平和升压水平中的一个或多个调整应用的真空的第一部分相对于真空的第二部分的比值。额外地或替代地,调整比值可以包括,当罐负荷增加时,相对于应用在罐抽取阀上游的抽取管路上的真空的第二部分增加应用在罐抽取阀下游的抽取管路上的真空的第一部分。将真空的第一部分应用在罐抽取阀下游的抽取管路上可以包括,经由罐抽取阀和止回阀中的每一个使燃料蒸汽从罐流向压缩机入口。
在一些示例中,将真空的第二部分应用在罐抽取阀上游的抽取管路上可以包括,经由旁通阀使燃料蒸汽从罐流向压缩机入口,而不经由罐抽取阀使燃料蒸汽流动。经由旁通阀使燃料蒸汽从罐流向压缩机入口可以额外地或替代地包含,使燃料蒸汽流入排出器的抽吸端口。在更进一步的示例中,经由旁通阀使燃料蒸汽从罐流向压缩机入口可以进一步包括,经由止回阀使燃料蒸汽从旁通阀流入排出器的抽吸端口。旁通阀可以是在第一完全打开位置与第二完全关闭位置之间可调的低限制阀。该方法可以额外地包含在非升压状况期间,将真空从进气歧管应用于罐抽取阀下游的抽取管路。在更进一步的示例中,将真空从进气歧管应用于抽取管路燃料蒸汽可以包括,经由罐抽取阀而不经由旁通阀使燃料蒸汽从罐流向进气歧管。
在另一表示中,一种用于升压发动机的方法可以包含,在第一状况期间,经由罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从罐流入进气歧管;在第二状况期间,使存储的燃料蒸汽从罐流入被耦接在压缩机旁通通道中的排出器的抽吸端口,存储的燃料蒸汽流过绕过罐抽取阀的旁通通道;以及在第三状况期间,经由罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从罐流入排出器的抽吸端口和进气歧管中的每一个,存储的燃料蒸汽经由罐抽取阀和止回阀中的每一个流入排出器的抽吸端口。在一些示例中,在第一状况期间,存储的燃料蒸汽可以不流过被耦接在旁通通道或止回阀中的旁通阀。在第二状况期间,存储的燃料蒸汽可以不流过抽取阀或止回阀。在第三状况期间,存储的燃料蒸汽可以不流过旁通阀。在一些示例中,第一状况可以包括在自然吸气的情况下的发动机运转,并且其中第二和第三状况中的每一个可以包括在升压的情况下的发动机运转,在第二状况期间的升压水平高于在第三状况期间的升压水平。在第一状况期间,进气歧管真空可以高于上限阈值,并且在第二状况期间,进气歧管真空可以低于下限阈值,并且其中在第三状况期间,进气歧管真空可以在上限阈值与下限阈值之间。
该方法可以额外地包含,在第二和第三状况中的每一个期间,基于升压压力和罐负荷中的每一个,调整通过压缩机旁通通道的压缩空气的流动。在一些示例中,调整通过压缩机旁通通道的压缩空气的流动可以包括,增加排出器切断阀的打开以增加压缩空气经由压缩机旁通通道从进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游到压缩机的上游的再循环。
在进一步的表示中,一种方法可以包含:在第一升压状况期间,使存储的燃料蒸汽从罐流入被耦接在压缩机旁通通道中的排出器的抽吸端口,存储的燃料蒸汽流过绕过罐抽取阀的旁通通道,以及在第二升压状况期间,经由罐抽取阀和旁通通道中的每一个使存储的燃料蒸汽从罐流入排出器的抽吸端口。在一些示例中,第一升压状况可以包括升压水平高于第一阈值,并且其中第二升压状况包括升压水平低于第一阈值。
在又一表示中,一种用于升压发动机的方法可以包含:经由罐抽取阀使罐燃料蒸汽的第一部分流向发动机进气装置,经由旁通阀和排出器中的每一个使罐燃料蒸汽的第二部分从罐抽取阀的上游流向压缩机入口,仅经由排出器使罐燃料蒸汽的第三部分从罐抽取阀的下游流向压缩机入口,以及基于升压水平和进气歧管中的压力调整第一、第二和第三部分的比值。
现在参照图5,它呈现了图示当排出器仅被耦接到CPV(例如,在图1中示出的CPV164)的下游时与当排出器(例如,排出器180)被耦接到CPV的上游和下游两者时通过排出器(例如,在图1中示出的排出器180)的抽取流速之间的比较的曲线图500。曲线图500描绘了沿着y轴的抽吸流速和沿着x轴线的进气真空水平。另外,曲线图500中的曲线502表示通过单个CPV(诸如图1的CPV 164)的示例流速。因此,曲线502表示当抽取气体仅可以通过单个CPV和第二抽取旁通管道(例如,在图1中示出的第二抽取旁通管道123)流向排出器时排出器处的抽吸流速。曲线504表示通过CPV和CPBV(例如,在图1中示出的CPBV 184)到排出器的抽吸流速。因此,曲线504表示当抽取气体可以通过第二抽取旁通管道和CPV并且通过第一旁通管道(例如,在图1中示出的第一抽取旁通管道121)流向排出器时排出器处的抽吸流速,该第一旁通管道旁通CPV并且包括低限制CPBV阀。曲线506表示由排出器在给定升压压力下产生的真空。
如果由排出器产生的真空仅应用于CPV的下游,那么通过排出器的抽取流速可以是曲线502与排出器抽吸流速曲线(例如,508)的相交处指示的抽取流速。另一方面,如果来自排出器的真空直接应用于CPV的上游,那么通过排出器的抽取流速可以相对于当抽取流仅被允许通过CPV(如在曲线504处示出的)时的抽取流速被增加。例如,当排出器仅被耦接到CPV的下游时在升压压力曲线506处的通过排出器的抽取流可以通过在508处(例如,曲线502与曲线506的相交处)的流速来指示。
另一方面,如果排出器被耦接到CPV的上游和下游两者,在第一升压压力下通过排出器的流速可以在曲线图500中的曲线504与升压压力曲线506相交的510处被示出。因此,通过将排出器耦接到CPV的上游和下游两者,到排出器的更少限制的抽取流动路径可以被产生,并且抽取流速可以被相当大地增加。更具体地,由于CPV包含音速阻风门而CPBV不包括音速阻风门,因此CPBV和第一抽取旁通管道为到排出器的抽取气体提供比通过CPV更少限制的流动路径。因此,相对于仅使抽取气体在途中通过CPV流向排出器,当SOV(例如,在图1中示出的SOV 185)打开以在排出器处产生真空时到排出器的抽取气体的流动可以被增加。
现在转向图6,它示出了图示根据本公开的在升压和非升压状况期间的示例发动机系统(诸如图1的发动机系统)中的示例抽取运转的映射图600。映射图600包括在曲线602处的通过排出器(例如,在图1中示出的排出器180)的抽取流的指示、在曲线604处的SOV(例如,在图1中示出的SOV 185)的位置、在曲线608处的CPV(例如,在图1中示出的CPV 164)运转、在曲线606处的CPBV(例如,在图1中示出的CPBV 184)的位置、在曲线612处的罐负荷、在曲线614处的进气歧管压力(MAP)、在曲线618处的升压压力和在曲线620处的发动机转速。以上所有都在x轴线上按照时间进行绘制,并且时间沿着x轴线从左向右增加。另外,线613表示阈值罐负荷,在阈值罐负荷之上可以确定存在如在上面参照图3讨论的罐抽取条件。线617表示用于歧管空气压力的第一下限阈值,该第一下限阈值可以用于歧管真空水平的第一上限阈值(例如,在图3和4中描述的第一上限阈值)。因此,线617可以表示这样的歧管真空水平,其中在线617之下的MAP水平可以表示增加至第一阈值之上的真空水平。线617可以表示MAP水平,在该MAP水平之上存在升压的发动机状况而在该MAP水平之下存在非升压的发动机状况。因此,在t0与t1、t4与t7之间并且在t10之后,发动机可以不被升压。线619表示用于歧管空气压力的第二上限阈值,所述第二上限阈值可以表示用于歧管真空水平的第二下限阈值(例如,在图3和图4中描述的第二下限阈值)。因此,线619可以表示这样的歧管真空水平,其中在线619之上的MAP水平可以表示降至第二阈值之下的真空水平。
在t0与t1之间,发动机可以处于怠速,其中非升压状况可以存在。由于罐负荷大于阈值罐负荷(线613)并且发动机正在614处示出的真空状况(歧管压力显著低于第一阈值(曲线617))下运转,因此抽取流可以通过打开CPV(曲线608)来开始。因此,CPV的打开指示电磁阀的激活,使得它以更高的频率在打开位置与关闭位置之间脉动。由于发动机未被升压,因此SOV可以被调整到完全关闭位置(曲线604),并且可以不存在通过排出器的抽取流(曲线602)。另外,由于SOV被关闭,因此旁通阀(例如,CPBV 184)也可以在t0与t1之间被关闭。因此,在t0与t1之间,大量的抽取流通过CPV直接进入进气歧管可以发生。
在t1处,操作者可以压下加速器,并且发动机转速可以显著增加。响应于加速器的压下,进气节气门处的升压压力可以迅速升高(曲线618)。因此,MAP可以增加至第一下限阈值之上。当罐负荷仍然在阈值之上(612)时,CPV可以被维持在打开位置中。响应于MAP增加至第一下限阈值之上(真空水平降低至第一上限阈值之下),SOV的位置可以在升压压力增加的情况下随着朝向打开位置而远离关闭位置的偏移的增加而被调整(曲线604)。因此,通过排出器的抽取流可以在t1处被开始。相应地,在t1与t2之间,通过排出器的抽取流可以随着升压压力增加而增加,并且SOV被朝向更打开位置调整。
在t2处,MAP可以到达第二上限阈值(用于歧管真空水平的第二下限阈值)。响应于MAP到达第二上限阈值,旁通阀可以在t2处被打开。SOV可以在t2处被打开到完全打开位置。另外,CPV可以被维持在打开位置中。因此,只要罐负荷停留在阈值之上并且罐抽取条件存在,抽取气体就可以在t2处流过CPV和旁通阀。
在t2与t3之间,MAP可以在第二上限阈值之上波动。另外,罐负荷可以继续在阈值之上波动。因此,SOV可以保持打开,通过排出器的抽取流可以继续,并且CPV和旁通阀两者可以保持打开。相应地,抽取蒸汽可以经由包括CPBV的第一抽取旁通管路(例如,在图1中示出的第一抽取旁通管道121)和包括CPV的第二抽取旁通管路(例如,图1中的第二抽取旁通管道123)从罐(例如,在图1中示出的罐122)流入排出器。因此,在t2之后,燃料蒸汽的抽取流主要通过排出器进入压缩机入口可以发生。
在t3处,发动机转速可以降低,并且相应地,MAP和升压压力可以降低。MAP可以降至第二上限阈值之下,但是保持在第一下限阈值之上。因此,SOV可以被维持在打开位置中,并且抽取气体仍然可以流向排出器。旁通阀可以在t3处开始被关闭。
在t3与t4之间,升压压力可以继续降低并且MAP也是如此,但是MAP未降至第一下限阈值之下。因此,SOV可以保持打开,CPV也是如此。然而,对升压压力的降低来说,旁通阀可以随着朝向关闭位置而远离打开位置的偏移的增加而被调整。罐负荷可以保持在阈值之上。因此,通过排出器的抽取流可以在t3与t4之间继续。
在t4处,发动机怠速状况可以发生。MAP降至第一下限阈值之下,并且相应地,SOV可以被关闭。因此,抽取气体可以不流过排出器。当罐负荷仍然在阈值之上时,CPV可以在t4处保持打开。由于SOV在t4处被关闭,CPBV在t4处也可以被关闭。
在t4与t5之间,歧管空气压力可以保持在第一下限阈值之下,并且因此SOV和旁通阀可以保持关闭。可以基本上不存在通过排出器的抽取流。当罐负荷仍然在阈值之上时,CPV阀可以保持打开。
在t5处,发动机可以被关闭,并且可以处于静止。因此,发动机可以在断开的状况期间被关闭。另外,加燃料事件可以在t5与t6之间发生。因此,在所描绘的示例中,在t5与t6之间,发动机可以在车辆加燃料期间被关闭并且处于静止。另外,在t5与t6之间,CPV可以被关闭。相应地,当罐中的存储的燃料蒸汽的量在加燃料事件期间上升时,罐负荷在t5与t6之间增加。
在t6处,发动机启动可以在加燃料事件之后发生。当车辆开始移动时,发动机转速的逐渐上升可以紧随发动机启动之后。在t6与t7之间,当发动机转速和升压压力增加时,MAP增加,但是MAP未增加至第一下限阈值之上。因此,SOV可以保持关闭。因此,抽取蒸汽可以不流过排出器,并且旁通阀可以保持关闭。然而,由于因为加燃料事件的罐负荷的增加,CPV可以在t6处被打开,并且可以在t6与t7之间保持打开。
在t7处,当发动机转速和升压压力继续增加时,MAP可以增加至第一下限阈值之上。因此,SOV可以在t7处被调整到完全打开位置,并且抽取气体可以开始流过排出器。在t7处,旁通阀可以被调整朝向更打开位置,并且CPV可以被调整朝向更关闭位置。在t7与t8之间,当MAP增加(进气歧管真空降低)并且升压压力增加时,CPV可以随着朝向关闭位置而远离打开位置的偏移的增加而被调整。然而,对于MAP的增加来说,旁通阀可以随着朝向打开位置而远离关闭位置的偏移的增加而被调整。因此,在t7与t8之间,流过第一抽取旁通管道的气体相对于流过第二抽取旁通管道的气体的比值可以被增加。以此方式,两个抽取旁通管道之间的抽取流的比值可以通过调整CPV和旁通阀被调整。
在t8处,MAP可以增加至第二上限阈值之上,并且因此SOV以及旁通阀可以保持打开。然而,CPV可以被关闭,并且因此在t8与t9之间,通过排出器的抽取流可以仅从罐被抽吸通过包含旁通阀的第一抽取旁通管道,而不通过CPV阀或第二抽取旁通管道。罐负荷可以继续在阈值之上。
在t9处,MAP可以降至第二上限阈值之下。SOV可以被调整远离打开位置,并且在t9与t10之间,当升压压力继续降至第二上限阈值之下、向下降至第一下限阈值时,SOV可以在t9与t10之间随着朝向关闭位置的偏移的增加而被调整。旁通阀可以在t9与t10之间保持在完全打开位置中。另外,CPV可以保持关闭。因此,抽取气体仍然可以流过排出器,但是仅流过第一抽取旁通管道。
在t10处,当发动机转速和升压压力继续降低时,MAP降至第一下限阈值之下。MAP在t10之后继续在第一下限阈值之下波动。因此,SOV可以在t10处被关闭,并且可以在t10之后保持关闭。另外,旁通阀可以在t10处从打开位置被切换到关闭位置并且可以在t10之后保持关闭。由于罐负荷在t10处降至阈值之下,因此CPV可以在t10处以及在t10之后保持关闭。
以此方式,提供了可以通过经由未被流动限制装置(诸如音速阻风门)阻塞的排出器为解吸的燃料蒸汽提供替代性并且额外的抽取路径而实现燃料蒸汽罐的更充分抽取的系统和方法。来自燃料系统罐的存储的燃料蒸汽可以在升压状况期间经由CPV和/或经由压缩机旁通通道中的排出器流入发动机进气装置。在排出器处产生的真空并且因此流向排出器的抽取气体的量可以通过调整SOV的位置被调节。仅当罐压力高于歧管压力时,经由CPV进入进气歧管的流动可以发生。只要真空在通过排出器的动力气流期间由排出器产生,通过排出器的抽取流就可以发生。另外,在非升压状况(诸如发动机怠速)下,排出器可以不产生足够的真空以从罐抽吸抽取的蒸汽。在此类发动机状况期间,SOV可以被关闭。因此,在非升压状况期间,进气歧管中的真空可以更容易地从罐抽吸解吸的蒸汽。由于更高的压力差可以存在于罐与进气歧管之间,因此抽取流可以经由抽取管道(例如,在图1中示出的抽取管道119)通过CPV在很大程度上发生。此外,罐压力与歧管真空之间的基本压力差可以产生通过CPV的更高的抽取流速,该更高的抽取流速可以被计量并且被CPV中的流动限制装置(例如,音速阻风门)调节。
然而,在升压状况期间,SOV可以被打开允许真空在排出器处产生,并且因此到排出器的抽取气流可以通过调整CPV和CPBV中的一个或多个来调节。由于CPBV设置在旁通CPV的第一抽取旁通管道中,因此抽取流效率可以被增加。CPBV可以不包含如同CPV的音速阻风门,并且因此增加量的抽取气体可以通过流过第一抽取旁通管道而从罐流向排出器。在一些示例中,CPBV和CPV可以被打开,以允许抽取气体通过第一抽取旁通管道和第二抽取旁通管道两者而流向排出器。然而,打开CPV阀可以允许气体在CPV与进气歧管之间行进,而仅打开CPBV仅允许气体在罐与在途中到进气歧管的排出器之间行进,而不在罐与直接到进气歧管之间行进。流入第一抽取旁通管道的气体相对于流入第二抽取旁通管道的气体的比值可以通过调整CPBV和/或CPV阀来调整。因此,通过打开CPBV和/或关闭CPV,流入第一抽取旁通管道的气体相对于流入第二抽取旁通管道的气体的比值可以被增加,并且反之亦然。
因此,增加从燃料蒸汽罐抽取的抽取气体的量的技术效果可以通过提供用于抽取气体在升压状况期间从罐流向排出器的两个不同的流动路径被增加。增加在浅的进气歧管真空水平期间从燃料蒸汽罐抽取的抽取气体的量的另一技术效果可以通过将来自罐的气体的全部或一部分输送通过旁通CPV的管道来实现,其中所述管道可以包括低限制旁通阀。以此方式,在升压水平大于阈值、和/或进气歧管真空水平在阈值之下的发动机工况下,来自罐的抽取流可以通过借助于旁通CPV的抽取旁通管道为CPV的上游提供真空来增加。因此,来自罐的气体可以流动绕过CPV,并且可以不被迫流过CPV的音速阻风门。因此,抽取气体可以替代地或额外地流过被设置在不包括音速阻风门的抽取旁通管道的低限制阀。因此,通过提供用于抽取气体从罐流向排出器的两个路径,其中一个流动路径可以包括具有音速阻风门的阀,而另一个流动路径可以不包括具有音速阻风门的阀,流向排出器的抽取气体的量可以被增加。
由于排出器可以在升压的发动机工况下和在歧管真空水平小于阈值的状况期间产生真空,真空可以在升压和非升压状况期间应用于罐抽取以便对罐进行抽取。当进气歧管中的真空水平充分高时,罐可以经由CPV被直接抽取到进气歧管。气体的流动可以被音速阻风门限制,使得流向进气歧管的碳氢化合物的量可以被限制和/或被调节以维持空燃比。然而,在升压状况期间,气体可以旁通CPV,并且可以以更大量通过可以不包括音速阻风门的旁通阀流向排出器。
在另一表示中,一种方法可以包含,只要罐负荷在阈值之下,就在发动机运转期间将CPV维持在打开位置中。换言之,当罐负荷超过阈值时,CPV可以仅被关闭。在当CPV打开时的非升压的发动机工况下,来自罐的燃料蒸汽可以被抽取到进气歧管。然而,在节气门入口压力大于压缩机入口压力的升压的发动机工况下,该方法可以包含,打开被耦接在压缩机旁通通道中的切断阀,以及使空气流过被耦接在旁通通道中的排出器。压缩机旁路可以耦接在旁路的两侧。在一些示例中,SOV仅可以在非升压的发动机工况下被关闭。使空气流过旁通通道中的排出器可以在排出器的颈部处抽吸抽取,所述吸入可以被用来从罐抽吸燃料蒸汽。因此,来自压缩机的下游的压缩空气可以通过排出器被再循环到压缩机的上游。排出器可以被耦接到罐以便从罐中抽吸燃料蒸汽。因此,通过压缩机旁路流到压缩机的上游的气体可以包括压缩进气与来自罐的燃料蒸汽的混合气。
在一些示例中,排出器可以沿着第一抽取旁通管道被耦接到CPV,以便当CPV打开时,在SOV打开的升压状况期间从CPV抽吸燃料蒸汽。额外地或替代地,CPBV可以被设置在第二抽取旁通通道中,使得当SOV在升压的发动机状况期间打开时,来自罐的燃料蒸汽可以通过CPBV流向排出器。因此,在SOV打开的升压的发动机状况期间,CPV可以保持打开,并且CPBV可以被打开,以增加从罐流向排出器和压缩机的上游的燃料蒸汽的量。然而,当SOV被关闭时,CPBV可以保持关闭。
以此方式,当将罐抽取阀维持在打开位置中时,流向压缩机的入口的抽取气体的量相对于流向进气歧管的抽取气体的量可以通过调整切断阀的位置来调节。此外,当切断阀打开时,从罐到排出器和压缩机的上游的气流量可以通过打开CPBV来增加。
注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地被执行,或者在一些情况下被省略。同样,实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序,但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码,其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到,在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变体是可能的。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合,既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求,无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同,都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于升压发动机的方法,其包含:
在升压状况期间,
通过使压缩空气再循环通过排出器而产生真空,所述排出器被耦接在压缩机旁通通道中;
将所述真空的第一部分应用在罐抽取阀下游的抽取管路上;以及
将所述真空的第二、其余部分应用在所述罐抽取阀上游的所述抽取管路上。
2.根据权利要求1所述的方法,其进一步包含,基于罐负荷、自先前的抽取以后的时间、进气歧管真空水平和升压水平中的一个或多个,调整应用的真空的所述第一部分相对于真空的所述第二部分的比值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中调整所述比值包括,当所述罐负荷增加时,相对于应用在所述罐抽取阀上游的所述抽取管路上的所述真空的所述第二部分,增加应用在所述罐抽取阀下游的所述抽取管路上的所述真空的所述第一部分。
4.根据权利要求1所述的方法,其中将所述真空的所述第一部分应用在所述罐抽取阀下游的所述抽取管路上包括,经由所述罐抽取阀和止回阀中的每一个,使燃料蒸汽从罐流向压缩机入口。
5.根据权利要求4所述的方法,其中将所述真空的所述第二部分应用在所述罐抽取阀上游的所述抽取管路上包括,经由旁通阀使燃料蒸汽从所述罐流向所述压缩机入口,而不经由所述罐抽取阀使燃料蒸汽流动。
6.根据权利要求5所述的方法,其中经由所述旁通阀使燃料蒸汽从所述罐流向所述压缩机入口包括,使所述燃料蒸汽流入所述排出器的抽吸端口。
7.根据权利要求6所述的方法,其中经由所述旁通阀使燃料蒸汽从所述罐流向所述压缩机入口进一步包括,经由止回阀使所述燃料蒸汽从所述旁通阀流入所述排出器的所述抽吸端口。
8.根据权利要求5所述的方法,其中所述旁通阀是在第一完全打开位置与第二完全关闭位置之间可调的低限制阀。
9.根据权利要求5所述的方法,其进一步包含,在非升压状况期间,将真空从进气歧管应用于所述罐抽取阀下游的所述抽取管路。
10.根据权利要求9所述的方法,其中将真空从所述进气歧管应用于所述抽取管路燃料蒸汽包括,经由所述罐抽取阀而不经由所述旁通阀,使燃料蒸汽从所述罐流向所述进气歧管。
11.一种用于升压发动机的方法,其包含:
在第一状况期间,经由罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从罐流入进气歧管;
在第二状况期间,使存储的燃料蒸汽从所述罐流入被耦接在压缩机旁通通道中的排出器的抽吸端口,所述存储的燃料蒸汽流过旁通通道,所述旁通通道绕过所述罐抽取阀;以及
在第三状况期间,经由所述罐抽取阀使存储的燃料蒸汽从所述罐流入所述排出器的所述抽吸端口和所述进气歧管中的每一个,经由所述罐抽取阀和止回阀中的每一个,所述存储的燃料蒸汽流入所述排出器的所述抽吸端口。
12.根据权利要求11所述的方法,其中在所述第一状况期间,所述存储的燃料蒸汽不流过被耦接在所述旁通通道中的旁通阀或所述止回阀,其中在所述第二状况期间,所述存储的燃料蒸汽不流过所述抽取阀或所述止回阀,并且其中在所述第三状况期间,所述存储的燃料蒸汽不流过所述旁通阀。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一状况包括在自然吸气的情况下的发动机运转,并且其中所述第二状况和第三状况中的每一个包括在升压的情况下的发动机运转,在所述第二状况期间的升压水平高于在所述第三状况期间的所述升压水平。
14.根据权利要求11所述的方法,其中在所述第一状况期间,进气歧管真空高于上限阈值,在所述第二状况期间,所述进气歧管真空低于下限阈值,并且其中在所述第三状况期间,所述进气歧管真空在所述上限阈值与下限阈值之间。
15.根据权利要求14所述的方法,其进一步包含,在所述第二状况和第三状况中的每一个期间,基于升压压力和罐负荷中的每一个调整通过所述压缩机旁通通道的压缩空气的流动。
16.根据权利要求15所述的方法,其中调整通过所述压缩机旁通通道的压缩空气的所述流动包括,增加排出器切断阀的打开以增加压缩空气经由所述压缩机旁通通道从进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游到所述压缩机的上游的再循环。
17.一种发动机系统,其包含:
发动机,其包括进气装置;
耦接到所述进气装置的压缩机,所述压缩机用于为所述发动机提供升压空气充气;
压缩机旁路,其用于将升压空气充气从压缩机出口的下游再循环到压缩机入口;
排出器,其被耦接在所述压缩机旁路中;
燃料系统,其包括被耦接到罐的燃料箱;
抽取管路,其经由抽取阀将所述罐耦接到所述进气装置;
第一抽取旁路,其在所述抽取阀上游的位置处将所述排出器的抽吸端口耦接到所述抽取管路,所述第一抽取旁路包括旁通阀;
第二抽取旁路,其在所述抽取阀下游的位置处将所述排出器的所述抽吸端口耦接到所述抽取管路,所述第二抽取旁路包括止回阀,所述第二抽取旁路在所述旁通阀的下游耦接到所述第一抽取旁路;以及
控制器,其具有用于以下的计算机可读指令:
在升压发动机运转期间,
使升压空气充气再循环通过所述排出器;以及
基于升压压力和罐负荷,改变经由所述第一抽取旁路应用在所述罐上的排出器真空相对于经由所述第二抽取旁路应用在所述罐上的排出器真空的比值。
18.根据权利要求17所述的系统,其中所述改变包括,当升压压力增加或罐负荷增加时,增加经由所述第一抽取旁路应用在所述罐上的排出器真空相对于经由所述第二抽取旁路应用在所述罐上的排出器真空的所述比值。
19.根据权利要求17所述的系统,其中所述发动机进气装置进一步包括耦接在所述压缩机下游的节气门,并且其中所述控制器包括用于以下的进一步指令:在所述改变期间,基于所述升压压力和所述罐负荷,调整所述进气节气门的打开。
20.根据权利要求17所述的系统,其中改变所述比值包括,调整所述旁通阀的打开和在所述排出器的动力入口的上游被耦接在所述压缩机旁路中的排出器切断阀的打开中的一个或多个。
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