CN106812617A - 净化泵控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的燃料蒸汽控制系统包括捕获来自车辆燃料箱的燃料蒸汽的燃料蒸汽罐。净化阀打开以使得燃料蒸汽流到发动机的进气系统,关闭以阻止燃料蒸汽流到发动机的进气系统。电动泵将来自燃料蒸汽罐的燃料蒸汽泵送到净化阀。当通风阀打开时,通风阀使得新鲜空气流到蒸汽罐,以及当通风阀关闭时,通风阀阻止新鲜空气流到蒸汽罐。净化控制模块控制电动泵的速度、净化阀的开度以及通风阀的开度。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机,且更具体地涉及燃料蒸汽控制系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是为了一般地呈现本发明的上下文。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。
内燃机燃烧空气和燃料的混合物以产生转矩。燃料可以是液体燃料和蒸汽燃料的组合。燃料系统将液体燃料和蒸汽燃料供应至发动机。燃料喷射器向发动机提供从燃料箱吸出的液体燃料。蒸汽净化系统向发动机提供从蒸汽罐吸出的燃料蒸汽。
液体燃料被存储在燃料箱内。在一些情况下,液体燃料可蒸发并且形成燃料蒸汽。蒸汽罐捕获并存储燃料蒸汽。净化系统包括净化阀。发动机的运行导致发动机的进气歧管内形成真空(相对于大气压为低压)。进气歧管内的真空和净化阀的选择性致动使得燃料蒸汽被吸入到进气歧管中并且净化来自蒸汽罐的燃料蒸汽。
发明内容
在一种特征中,描述了一种用于车辆的燃料蒸汽控制系统。燃料蒸汽罐捕获来自车辆燃料箱的燃料蒸汽。净化阀打开以使得燃料蒸汽流到发动机的进气系统并且关闭以阻止燃料蒸汽流到发动机的进气系统。电动泵将来自燃料蒸汽罐的燃料蒸汽泵送到净化阀。当通风阀打开时,通风阀使得新鲜空气流到蒸汽罐,以及当通风阀关闭时,通风阀阻止新鲜空气流到蒸汽罐。净化控制模块控制电动泵的速度、净化阀的开度,以及通风阀的开度。
在进一步的特征中,净化控制模块基于固定的预定速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,净化控制模块:基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定净化阀的目标开度;基于目标开度控制净化阀的开度;基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定电动泵的目标速度;以及基于目标速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,净化控制模块基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速和电动泵的目标速度确定净化阀的目标开度。
在进一步的特征中,当满足(i)净化阀的目标开度大于零和(ii)净化阀的目标速度大于零中的至少一个时,净化控制模块打开通风阀。
在进一步的特征中,净化控制模块使用将通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速与净化阀的目标开度和电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度。
在进一步的特征中,压力传感器测量电动泵与净化阀之间的某一位置处的导管内的压力。净化控制模块包括:基于(i)电动泵与净化阀之间的某一位置处的第一目标压力与(ii)使用压力传感器测量的电动泵与净化阀之间的某一位置处的压力之差确定闭环(CL)调节值的CL模块;基于CL调节值和目标前馈(FF)值的总和确定第二目标的求和器模块;基于第二目标控制净化阀的开度的净化阀控制模块;以及基于第二目标控制电动泵的速度的电动机控制模块。
在进一步的特征中,净化控制模块进一步包括:基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定电动泵与净化阀之间的某一位置处的第一目标压力的目标净化压力模块;以及基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定目标前馈(FF)值的FF模块。
在进一步的特征中,净化控制模块进一步包括基于第二目标确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度的目标确定模块。净化阀控制模块基于目标开度控制净化阀的开度。电动机控制模块基于目标速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,净化控制模块进一步包括使用将第二目标的值与净化阀的目标开度和电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度的目标确定模块。净化阀控制模块基于目标开度控制净化阀的开度,且电动机控制模块基于目标速度控制电动泵的速度。
在一种特征中,一种用于车辆的燃料蒸汽控制方法包括:通过蒸汽罐捕获来自车辆燃料箱的燃料蒸汽;选择性地打开净化阀以使得燃料蒸汽流到发动机的进气系统;选择性地关闭净化阀以阻止燃料蒸汽流到发动机的进气系统;使用电动泵将来自蒸汽罐的燃料蒸汽泵送到净化阀;选择性地打开通风阀以使得新鲜空气流到蒸汽罐;选择性地关闭通风阀以阻止新鲜空气流到蒸汽罐;以及控制电动泵的速度、净化阀的开度,以及通风阀的开度。
在进一步的特征中,控制电动泵的速度包括基于固定的预定速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括:基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定净化阀的目标开度;基于目标开度控制净化阀的开度;基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定电动泵的目标速度;以及基于目标速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括进一步基于电动泵的目标速度确定净化阀的目标开度。
在进一步的特征中,选择性地打开通风阀包括:当满足(i)净化阀的目标开度大于零和(ii)净化阀的目标速度大于零中的至少一个时,打开通风阀。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括使用将通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速与净化阀的目标开度和电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括:使用压力传感器测量电动泵与净化阀之间的某一位置处的导管内的压力;基于(i)电动泵与净化阀之间的某一位置处的第一目标压力与(ii)使用压力传感器测量的电动泵与净化阀之间的某一位置处的压力之差确定闭环(CL)调节值;基于CL调节值和目标前馈(FF)值的总和确定第二目标;基于第二目标控制净化阀的开度;以及基于第二目标控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括:基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定电动泵与净化阀之间的某一位置处的第一目标压力;以及基于通过净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定目标FF值。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括:基于第二目标确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度;基于目标开度控制净化阀的开度;以及基于目标速度控制电动泵的速度。
在进一步的特征中,燃料蒸汽控制方法进一步包括:使用将第二目标的值与净化阀的目标开度和电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定净化阀的目标开度和电动泵的目标速度;基于目标开度控制净化阀的开度;以及基于目标速度控制电动泵的速度。
通过具体实施方式、权利要求书和附图,本发明的其他应用领域将变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅仅用于说明目的,而并非为了限制本发明的范围。
附图说明
通过具体实施方式和附图将能更充分地理解本发明,其中:
图1是示例性发动机系统的功能框图;
图2是示例性燃料控制系统的功能框图;
图3是净化控制模块的示例性实施方式的功能框图;
图4是描绘了确定压力偏移并诊断与净化压力传感器相关联的故障的示例性方法的流程图;
图5包括描绘了控制净化阀和净化泵的示例性方法的流程图;以及
图6包括净化控制模块的示例性实施方式的功能框图。
在附图中,参考标号可被重复使用来表示相似和/或相同的元件。
具体实施方式
发动机燃烧空气和燃料的混合物以产生转矩。燃料喷射器可喷射从燃料箱吸出的液体燃料。一些条件(诸如热量、辐射和燃料类型)可导致燃料在燃料箱内蒸发。蒸汽罐捕获燃料蒸汽,并且燃料蒸汽可通过净化阀从蒸汽罐提供至发动机。在自然吸气式发动机中,进气歧管内的真空可以用于在净化阀打开时从蒸汽罐抽吸燃料蒸汽。
根据本申请,电动泵将来自蒸汽罐的燃料蒸汽泵送到净化阀,并且当净化阀打开时泵送到进气系统。电动泵可以将燃料蒸汽泵送到例如在发动机的升压装置上游的某一位置处的发动机的进气系统。电动泵可以是固定速度泵或可变速度泵。压力传感器测量净化阀与电动泵之间的某一位置处的压力。
压力传感器的测量可随着时间漂移。因而,控制模块基于压力传感器提供的测量值与预期测量值之间的差确定压力传感器的压力偏移。例如,当压力传感器处的压力预期大约为大气压力时,控制模块可以基于压力传感器的测量值与大气压力之间的差确定压力偏移。
控制模块基于压力偏移调节压力传感器的测量值。当压力偏移偏离零太远时,控制模块还诊断与压力传感器相关联的故障。控制模块基于调节的压力传感器的压力测量值控制净化阀的开度和/或电动泵的速度。
现在参照图1,显示了示例性发动机系统10的功能框图。发动机系统10包括发动机12、进气系统14、燃料喷射系统16、(火花)点火系统18,以及排气系统20。尽管针对汽油发动机示出了发动机系统10并将对其进行描述,但是本申请可应用到混合动力发动机系统和其他合适类型的具有燃料蒸汽净化系统的发动机系统。
进气系统14可以包括空气过滤器19、升压装置21、节流阀22、增压冷却器23以及进气歧管24。空气过滤器19过滤流到发动机12中的空气。升压装置21可以是例如涡轮增压器或增压器。尽管提供了一个升压装置的示例,但是可以包括不止一个升压装置。增压冷却器23冷却由升压装置21输出的气体。
节流阀22控制进入进气歧管24的空气流。空气从进气歧管24流到发动机12内的一个或多个汽缸(诸如汽缸25)中。尽管仅示出了汽缸25,但是发动机12可以包括不止一个汽缸。燃料喷射系统16包括多个燃料喷射器并且控制发动机12的(液体)燃料喷射。如下文进一步讨论的(例如参见图2),在一些情况下,燃料蒸汽27还被提供至发动机12。例如,可以在空气过滤器19与升压装置21之间的某一位置处引入燃料蒸汽27。
由空气/燃料混合物的燃烧导致的排气被从发动机12排到排气系统20。排气系统20包括排气歧管26和催化器28。仅仅举例而言,催化器28可包括三元催化器(TWC)和/或另一种合适类型的催化器。催化器28接收由发动机12输出的排气并与排气的各个组分反应。
发动机系统10还包括调节发动机系统10的运行的发动机控制模块(ECM)30。ECM30控制发动机致动器,诸如升压装置21、节流阀22、进气系统14、燃料喷射系统16以及点火系统18。ECM 30还与各种传感器进行通信。仅仅举例而言,ECM 30可以与质量空气流(MAF)传感器32、歧管气压(MAP)传感器34、曲轴位置传感器36以及其他传感器进行通信。
MAF传感器32测量流经节流阀22的空气的质量流速并基于该质量流速产生MAF信号。MAP传感器34测量进气歧管24内的压力并基于该压力产生MAP信号。在一些实施方式中,可以相对于环境(大气)压力测量进气歧管24内的真空。
曲轴位置传感器36监控发动机12的曲轴(未示出)的旋转并基于曲轴的旋转产生曲轴位置信号。曲轴位置信号可以用于确定发动机速度(例如以每分钟转数计)。大气压力传感器37测量大气压力并基于该大气压力产生大气压力信号。尽管大气压力传感器37被示出与进气系统14分离,但是可以在进气系统14内(诸如在空气过滤器19与升压装置21之间或者空气过滤器19的上游)测量大气压力传感器37。
ECM 30还与和排气系统20相关联的排气氧(EGO)传感器进行通信。仅仅举例而言,ECM 30与上游EGO传感器(US EGO传感器)38和下游EGO传感器(DS EGO传感器)40进行通信。US EGO传感器38位于催化器28的上游,以及DS EGO传感器40位于催化器28的下游。US EGO传感器38可以位于例如排气歧管26的排气流道(未示出)的合流点处或者位于另一个合适的位置处。
US EGO传感器38和DS EGO传感器40测量它们相应位置处的排气中的氧的量并且基于氧的量产生EGO信号。仅仅举例而言,US EGO传感器38基于催化器28的上游的氧的量产生上游EGO(US EGO)信号。DS EGO传感器40基于催化器28的下游的氧的量产生下游EGO(DSEGO)信号。US EGO传感器38和DS EGO传感器40各自可以包括切换EGO传感器、通用EGO(UEGO)传感器(还被称作宽带或宽范围EGO传感器),或者另一种合适类型的EGO传感器。ECM30可以基于来自US EGO传感器38和DS EGO传感器40的测量值控制燃料喷射系统16。
现在参照图2,显示了示例性燃料控制系统的功能框图。燃料系统100将液体燃料和燃料蒸汽供应至发动机12。燃料系统100包括装有液体燃料的燃料箱102。一个或多个燃料泵(未示出)从燃料箱102抽吸液体燃料并将燃料提供至燃料喷射系统16。
一些条件(诸如,热量、振动和辐射)可导致燃料箱102内的液体燃料蒸发。蒸汽罐104捕获并存储蒸发的燃料(即燃料蒸汽27)。蒸汽罐104可包括捕获并存储燃料蒸汽的一种或多种物质,诸如一种或多种类型的炭。
净化阀106可以被打开以使得燃料蒸汽从蒸汽罐104流到进气系统14。更具体地,净化泵108将来自蒸汽罐104的燃料蒸汽泵送到净化阀106。净化阀106可以被打开以使得加压的燃料蒸汽从净化泵108流到进气系统14。净化控制模块110控制净化阀106和净化泵108,从而控制燃料蒸汽到发动机12的流动。尽管示出了净化控制模块110和ECM 30并将其作为独立的模块进行了讨论,但是ECM 30可以包括净化控制模块110。
净化控制模块110还控制通风阀112。当净化泵108接通以朝向蒸汽罐104抽吸新鲜空气时,净化控制模块110可以将通风阀112打开到通风位置。随着燃料蒸汽从蒸汽罐104流动,新鲜空气通过通风阀112被吸入到蒸汽罐104中。当通风阀112处于通风位置时,净化控制模块110通过控制净化泵108以及净化阀106的打开和关闭控制到进气系统14的燃料蒸汽流动。净化泵108使得燃料蒸汽流动,而无需进气系统14内的真空。
车辆的驾驶员可以经由燃料入口113向燃料箱102添加液体燃料。燃料盖114密封住燃料入口113。燃料盖114和燃料入口113可以经由燃料加注隔室116来访问。燃料门118可以被实施成遮护和关闭燃料加注隔室116。
燃料液面传感器120测量燃料箱102内的液体燃料的量。燃料液面传感器120基于燃料箱102内的液体燃料的量产生燃料液面信号。仅仅举例而言,燃料箱102中的液体燃料的量可被表达为体积、燃料箱102的最大体积的百分比,或者燃料箱102中的燃料的量的另一种合适的测量。
在各种实施方式中,可以从燃料加注隔室116抽吸通过通风阀112提供至蒸汽罐104的新鲜空气,但是通风阀112可以从另一个合适的位置抽吸新鲜空气。过滤器130可以被实施为过滤来自流到通风阀112的环境空气的各种颗粒物。箱压力传感器142测量燃料箱102内的箱压力。箱压力传感器142基于燃料箱102内的箱压力产生箱压力信号。
净化压力传感器146测量净化泵108与净化阀106之间的某一位置处的净化压力。净化压力传感器146基于净化泵108与净化阀106之间的某一位置处的净化压力产生净化压力信号。
净化泵108为电动泵并且包括驱动净化泵108的电动机。净化泵108不是由车辆的旋转部件(诸如发动机的曲轴)驱动的机械泵。净化泵108可以是固定速度泵或可变速度泵。
一个或多个泵传感器150测量净化泵108的运行参数并相应地产生信号。例如,泵传感器150包括测量净化泵108的旋转速度并基于净化泵108的速度产生泵速度信号的泵速度传感器。泵传感器150还可包括泵电流传感器、泵电压传感器和/或泵功率传感器。泵电流传感器、泵电压传感器和泵功率传感器分别测量到净化泵108的电流、施加到净化泵108的电压和净化泵108的功率消耗。
现在参照图3,显示了净化控制模块110的示例性实施方式的功能框图。采样模块204以预定的采样速率对来自净化压力传感器146的净化压力信号208进行采样并输出净化压力样本212。采样模块204还可以对样本进行数字化、缓存样本、过滤样本和/或在样本上执行一个或多个功能。在各种实施方式中,净化压力传感器146可以执行采样模块204的各功能并提供净化压力212。
过滤模块216使用一个或多个过滤器过滤净化压力212以产生过滤的净化压力220。仅仅举例而言,过滤模块216可以将低通过滤器或一级滞后过滤器应用到净化压力样本以产生过滤的净化压力220。
净化压力传感器146的测量值可随着时间漂移。换句话说,净化压力信号208可以不同于预期给定的实际压力。因此,调节模块224基于压力偏移228调节过滤的净化压力220以产生调节的净化压力232。仅仅举例而言,调节模块224可以将压力偏移228与过滤的净化压力220求和或相乘以产生调节的净化压力232。如下文进一步讨论的,调节的净化压力232可以用于例如控制净化阀106的开度和/或控制净化泵108。尽管已经提供了基于压力偏移228进行采样、过滤和调节的示例性序列,但是可以使用另一种序列。
当被触发时,偏移模块236确定压力偏移228。当净化压力传感器146的某一位置处的净化压力应当在预期压力(诸如大气压力)处时,触发模块240触发偏移模块236。
例如,当驾驶员致动点火钥匙、按钮或开关以启动车辆时,在发动机起动开始且在驾驶员致动点火系统之前发动机12关闭(停止)至少预定时间段之前,触发模块240可以触发偏移模块236。另外或可选地,当净化泵108已经关闭超过预定时间段和/或净化泵108的速度为零或大约为零时,触发模块240可以触发偏移模块236。点火信号244可以指示驾驶员致动了点火钥匙、按钮或开关。发动机关闭时间段248可以对应于驾驶员致动点火钥匙、按钮或开关的时间与驾驶员关闭发动机12的最后时间之间的发动机12关闭的时间段。可以基于净化压力传感器146处的压力达到预期(例如大气)压力的时间段设置预定时间段。
发动机速度252对应于发动机12(例如曲轴)的旋转速度并且可以例如基于使用曲轴位置传感器36测量的曲轴位置来确定。为零或小于预定速度的发动机速度252可以指示发动机起动尚未开始。当发动机12关闭时,通风阀控制模块254可以将通风阀112致动到通风位置,以使得净化压力传感器146处的压力接近大气压力。
当被触发时,偏移模块236可以例如基于净化压力212与大气压力256之间的差设置压力偏移228或者将压力偏移228设置为等于净化压力212与大气压力256之间的差。因此,压力偏移228对应于净化压力212可与该时刻净化压力传感器146处的实际压力远近程度。大气压力256可以例如使用大气压力传感器37来测量。在各种实施方式中,预定压力可用来代替大气压力256。在各种实施方式中,由箱压力传感器142测量的压力可用来代替大气压力256。
诊断模块260基于压力偏移228选择性地诊断与净化压力传感器146相关联的故障的存在。例如当压力偏移228的幅度比大于零的预定压力大时,诊断模块260可以诊断到故障。例如当压力偏移228的幅度比预定压力小时,诊断模块260可以指示不存在故障。在各种实施方式中,当压力偏移228比预定正压力大时或比预定负压力小(即比预定负压力更负)时,诊断模块260可以诊断到故障。
(一个或多个)预定压力可以是固定值或者可以是可变的。在是可变的(一个或多个)预定压力的示例中,诊断模块260可以例如基于到净化泵108的电流、施加到净化泵108的电压或者净化泵108的功率消耗确定(一个或多个)预定压力。诊断模块260可以例如使用将净化泵108的电流、电压和/或功率消耗与预定压力相关的函数或映射确定(一个或多个)预定压力。燃料蒸汽和空气的密度可以不同。因而,可以基于净化压力传感器146处的空气或燃料蒸汽的预期组成设置(一个或多个)预定压力。
当存在故障时,诊断模块260可以采取一个或多个补救行为。例如,当诊断到与净化压力传感器146相关联的故障时,诊断模块260可以将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器264中。预定DTC可以对应于与净化压力传感器146相关联的故障。监控模块268可以监控存储器264并且当一个或多个DTC被存储在存储器264中时点亮车辆的乘客舱室内的故障指示灯(MIL)272。MIL 272可以在视觉上向驾驶员指示寻求车辆维修。预定DTC可以向车辆维修技术人员指示与净化压力传感器146相关联的故障的存在。当故障(诸如基于调节的净化压力232的无效的闭环控制,其在下文进一步讨论;或者无效的燃料蒸汽净化)存在时,诊断模块260可以另外或可选地采取一个或多个其他补救行为。
图4是描绘了确定压力偏移228并诊断与净化压力传感器146相关联的故障的示例性方法的流程图。控制可以开始于404,在404,触发模块240可以确定驾驶员是否致动了点火钥匙、按钮或开关来启动发动机12。如果404为真,则控制继续进行到408。如果404为假,则控制可以结束。
在408处,触发模块240可以确定发动机速度252是否小于预定速度以及发动机关闭时间段248是否大于预定时间段。另外或可选地,触发模块240可以确定净化泵108是否已经关闭超过预定时间段和/或净化泵108的速度是否为零或大约为零。如果408为假,则在412偏移模块236可以将压力偏移228设置成等于发动机12被关闭之前所使用的压力偏移228的值,且控制可以结束。如果408为真,则控制可以继续进行到416。
在416处,偏移模块236基于净化压力212与预期压力之间的差设置压力偏移228或者将压力偏移228设置成等于净化压力212与预期压力之间的差。预期压力可以为例如大气压力256、预定压力或箱压力。调节模块224基于压力偏移228调节过滤的净化压力220以确定调节的净化压力232,如上文所讨论。例如,调节模块224可以将调节的净化压力232设置成等于压力偏移228与过滤的净化压力220的和或乘积或者基于压力偏移228与过滤的净化压力220的和或乘积设置调节的净化压力232。
在420处,诊断模块260确定压力偏移228是否指示与净化压力传感器146相关联的故障。例如,诊断模块260可以确定压力偏移228的量级是否大于预定压力、压力偏移228是否大于预定正压力,和/或压力偏移228是否小于预定负压力。如果420为真,则在424诊断模块260可以指示与净化压力传感器146相关联的故障存在并且开始一个或多个补救行为。如果420为假,则在428诊断模块260可以指示故障不存在。图4的示例可以说明一个控制环路,并且控制环路可以以预定速率开始。
再参照图3,目标流动模块280确定至发动机12的目标净化流速284。目标净化流速284可以对应于例如通过净化阀106的燃料蒸汽的目标质量流速。目标流动模块280可以例如基于质量空气流速(MAF)288和一个或多个燃料加注参数292确定目标净化流速284。目标流动模块280可以例如使用将MAF和(一个或多个)燃料加注参数与目标净化流速相关的一个或多个函数或映射确定目标净化流速284。燃料加注参数292可以包括例如每一燃烧事件喷射的(液体)燃料的质量、每一燃烧事件汽缸内捕获的空气的质量、目标空气/燃料混合物,和/或一个或多个其他燃料加注参数。(一个或多个)燃料加注参数292可以例如由控制燃料喷射系统16的ECM 30的燃料控制模块提供。
前馈(FF)模块296基于目标净化流速284确定FF值300。在一个示例中,FF值300为通过净化阀106的目标净化流速。FF模块296可以例如使用将目标净化流速与FF值相关的函数或映射确定FF值300。
目标净化压力模块304基于目标净化流速284确定目标净化压力308。目标净化压力308还对应于净化压力传感器146处的目标压力。目标净化压力模块304可以例如使用将目标净化流速与目标净化压力相关的函数或映射确定目标净化压力308。然而,目标净化压力308将被用于闭环控制。
闭环(CL)模块312基于给定控制环路的目标净化压力308与调节的净化压力232之间的差确定CL调节值316。CL模块312使用CL控制器(诸如比例积分(PI)CL控制器、比例积分微分(PID)CL控制器或另一种合适类型的CL控制器)确定CL调节值316。
求和器模块320基于CL调节值316和FF值300确定最终目标值324。例如,求和器模块320可以基于CL调节值316和FF值300的和设置最终目标值324或者将最终目标值324设置成等于CL调节值316和FF值300的和。在FF值300为通过净化阀106的流速的示例中,最终目标值324还为通过净化阀106的目标流速。
目标确定模块328基于最终目标值324确定净化阀106的开度的目标和控制净化泵108的目标。由于净化泵108的输出和净化阀106的开度都会影响净化压力传感器146处的压力,目标确定模块328总体上基于最终目标值324确定目标。
例如,目标确定模块328可以基于最终目标值324确定净化阀106的目标有效开度332和净化泵108的目标速度336。目标确定模块328可以使用将最终目标值与目标有效开度和目标速度相关的一个或多个函数或映射确定目标有效开度332和目标速度336。如上所述,在一些实施方式中,净化泵108可以是固定速度泵。在这类实施方式中,鉴于使用预定固定速度,目标确定模块328可以基于最终目标值324将目标速度336设置成预定固定速度并且确定目标有效开度332。
电动机控制模块340基于目标速度336控制对净化泵108的电动机的电力的施加。例如,电动机控制模块340可以基于目标速度336控制电动机驱动器(未示出)(诸如逆变器)的切换。电力可以例如从车辆的电池344或另一种能量存储装置提供至净化泵108。
目标有效开度332可以对应于0%(用于维持净化阀106关闭)与100%(用于维持净化阀106打开)之间的值。净化阀控制模块348基于目标有效开度332控制对净化阀106的电力(诸如来自电池344)的施加。
例如,净化阀控制模块348可以基于目标有效开度332确定被施加到净化阀106的目标占空比。净化阀控制模块348可以例如使用将目标有效开度与目标占空比相关的函数或映射确定目标占空比。在目标有效开度332对应于0%到100%之间的百分比的示例中,净化阀控制模块348可以使用目标有效开度332作为目标占空比。净化阀控制模块348在目标占空比下将电力施加到净化阀106。
例如当净化阀106打开且净化泵108接通时,通风阀控制模块254可以打开通风阀112。例如,当目标有效开度332大于零和/或目标速度336大于零时,通风阀控制模块254可以打开通风阀112。打开通风阀112使得新鲜空气流到蒸汽罐104中,同时净化泵108通过净化阀106将来自蒸汽罐104的净化蒸汽泵送到进气系统14。
图5包括描绘了控制净化阀106和净化泵108的示例性方法的流程图。控制开始于504,在504处,调节模块224确定调节的净化压力232,如上文所讨论。在508,目标流动模块280基于MAF 288和(一个或多个)燃料加注参数292确定目标净化流速284。在512处,目标净化压力模块304和FF模块296基于目标净化流速284分别确定目标净化压力308和FF值300。
在516处,CL模块312基于目标净化压力308与调节的净化压力232之间的差确定CL调节值316。在520,求和器模块320基于CL调节值316和FF值300确定最终目标值324。例如,求和器模块320可以基于CL调节值316和FF值300设置最终目标值324或将最终目标值324设置成等于CL调节值316和FF值300。
在524处,目标确定模块328可以基于最终目标值324确定净化阀106的目标有效开度332和净化泵108的目标速度336。净化阀控制模块348基于目标有效开度332控制净化阀106的开度,且电动机控制模块340基于目标速度336控制净化泵108的速度。图5的示例可以说明一个控制环路,并且控制环路可以以预定速率开始。
图6包括净化控制模块110的示例性实施方式的功能框图。图6的示例提供了不具有CL控制的系统。目标流动模块280确定目标净化流速284,如上文所讨论。
在图6的示例中,目标确定模块328基于目标净化流速284确定净化阀106的开度的目标以及控制净化泵108的目标。目标确定模块328可以进一步基于调节的净化压力232确定打开净化阀106的目标以及控制净化泵108的目标。由于净化泵108的输出和净化阀106的开度都会影响净化压力传感器146处的压力,目标确定模块328总体地确定目标。
例如,目标确定模块328可以基于目标净化流速284以及任选地基于调节的净化压力232确定净化阀106的目标有效开度332和净化泵108的目标速度336。目标确定模块328可以使用将目标净化流速以及任选地将调节的净化压力与目标有效开度和目标速度相关的一个或多个函数或映射确定目标有效开度332和目标速度336。如上所述,在一些实施方式中,净化泵108可以是固定速度泵。在这类实施方式中,鉴于使用预定固定速度,目标确定模块328可以基于目标净化流速284以及任选地基于调节的净化压力232将目标速度336设置成预定固定速度并且确定目标有效开度332。
前述描述在本质上仅仅是示例性的,并且绝不意图限制本发明及其应用或用途。本发明的广泛教导可以通过各种形式来实施。因此,虽然本发明包括了特定的示例,但是由于研读了附图、说明书和以下的附权利要求书之后其他修改将变得显而易见,所以本发明的真实范围不应该局限于此。应该理解的是,方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行,而不会改变本发明的原理。进一步地,尽管上文将每一个实施例描述为具有某些特征,但是关于本发明的任一实施例描述的那些特征中的一个或多个可以被实施在其他实施例中的任何一个的特征中和/或与其他实施例中的任何一个的特征组合,即使所述组合没有被明确描述。换句话说,所描述的实施例并不相互排斥,并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本发明的范围内。
使用各种术语描述元件之间(例如模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系,所述术语包括“连接”、“接合”、“耦接”、“相邻”、“紧挨着”、“在......顶部”、“在......上方”、“在......下方”以及“设置”。除非明确描述为“直接”,否则在以上公开内容中描述第一与第二元件之间的关系时,该关系可以为直接关系,其中在第一与第二元件之间不存在其他中间元件,但是也可以是间接关系,其中在第一与第二元件之间(在空间上或在功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的,短语A、B和C中的至少一个应该解释为是指使用非排他性的逻辑“OR”的逻辑(A OR B OR C),而不应解释为是指“至少一个A、至少一个B,以及至少一个C”。
在包括以下定义的本申请中,术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指以下各项、为以下各项的一部分,或者包括以下各项:专用集成电路(ASIC);数字、模拟或混合模拟/数字离散电路;数字、模拟或混合模拟/数字集成电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器电路(共享的、专用的或群组的);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或群组的);提供所述功能的其他合适的硬件部件;或者以上各项中的一些或所有的组合,诸如片上系统中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中,接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能可以被分配在经由接口电路连接的多个模块中。例如,多个模块可以允许负载平衡。在进一步的示例中,服务器(还被称作远程或云)模块可以代表客户端模块实现一些功能。
如上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码,并且可以指程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包含执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语群组处理器电路包含与额外处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包含在离散管芯上的多个处理器电路、在单个管芯上的多个处理器电路、多个芯的单个处理器电路、多个线程的单个处理器电路,或者以上各项的组合。术语共享存储器电路包含存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器电路。术语群组存储器电路包含与额外存储器组合存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路为术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的,术语计算机可读介质不包含通过介质(诸如在载波上)传播的瞬时性电信号或电磁信号;因此,术语计算机可读介质可以被认为是有形的且非瞬时性的。非瞬时性有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器电路(诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路,或者掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或者动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如模拟或者数字磁带或硬盘驱动),以及光学存储介质(诸如CD、DVD或者蓝光光盘)。
在本申请中描述的设备和方法可以由通过将通用计算机配置成执行嵌入在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建的专用计算机部分或完全实施。上文描述的功能框、流程图部件以及其他元件用作软件规范,其可以通过技术人员或程序员的常规工作被译为计算机程序。
计算机程序包括被存储在至少一个非瞬时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括所存储的数据或依赖于所存储的数据。计算机程序可以包含与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括:(i)待解析的描述性文本,诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)、(ii)汇编代码、(iii)由编译器通过源代码产生的目标代码、(iv)由解释器执行的源代码、(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅仅作为示例,源代码可以使用包括以下各项的语言的语法编写:C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Rubv、VisualLua和
权利要求中所述的所有元件均非旨在为在35U.S.C.§112(f)的含义内的装置加功能元件,除非使用短语“用于......的装置”来明确描述元件,或者在使用短语“用于......的操作”或“用于......的步骤”的方法权利要求的情况下。
Claims (10)
1.一种用于车辆的燃料蒸汽控制方法,其包括:
通过蒸汽罐捕获来自所述车辆的燃料箱的燃料蒸汽;
选择性地打开净化阀以使得燃料蒸汽流到发动机的进气系统;
选择性地关闭所述净化阀以阻止燃料蒸汽流到所述发动机的所述进气系统;
使用电动泵将来自所述蒸汽罐的燃料蒸汽泵送到所述净化阀;
选择性地打开通风阀以使得新鲜空气流到所述蒸汽罐;
选择性地关闭所述通风阀以阻止新鲜空气流到所述蒸汽罐;以及
控制所述电动泵的速度、所述净化阀的开度,以及所述通风阀的开度。
2.根据权利要求1所述的燃料蒸汽控制方法,其中,控制所述电动泵的速度包括基于固定的预定速度控制所述电动泵的速度。
3.根据权利要求1所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:
基于通过所述净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定所述净化阀的目标开度;
基于所述目标开度控制所述净化阀的所述开度;
基于通过所述净化阀的燃料蒸汽的所述目标流速确定所述电动泵的目标速度;以及
基于所述目标速度控制所述电动泵的所述速度。
4.根据权利要求3所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:进一步基于所述电动泵的目标速度确定所述净化阀的目标开度。
5.根据权利要求3所述的燃料蒸汽控制方法,其中,选择性地打开所述通风阀包括:当满足(i)所述净化阀的目标开度大于零和(ii)所述净化阀的目标速度大于零中的至少一种情况时,打开所述通风阀。
6.根据权利要求3所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:使用将通过所述净化阀的燃料蒸汽的目标流速与所述净化阀的目标开度和所述电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定所述净化阀的目标开度和所述电动泵的目标速度。
7.根据权利要求1所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:
使用压力传感器测量所述电动泵与所述净化阀之间的某一位置处的导管内的压力;
基于(i)所述电动泵与所述净化阀之间的所述某一位置处的第一目标压力与(ii)使用所述压力传感器测量的所述电动泵与所述净化阀之间的所述某一位置处的压力之差来确定闭环(CL)调节值;
基于所述闭环调节值和目标前馈(FF)值的总和确定第二目标;
基于所述第二目标控制所述净化阀的开度;以及
基于所述第二目标控制所述电动泵的速度。
8.根据权利要求7所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:
基于通过所述净化阀的燃料蒸汽的目标流速确定所述电动泵与所述净化阀之间的所述某一位置处的所述第一目标压力;以及
基于通过所述净化阀的燃料蒸汽的所述目标流速确定所述目标FF值。
9.根据权利要求7所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:
基于所述第二目标确定所述净化阀的目标开度和所述电动泵的目标速度;
基于所述目标开度控制所述净化阀的开度;以及
基于所述目标速度控制所述电动泵的速度。
10.根据权利要求7所述的燃料蒸汽控制方法,其进一步包括:
使用将所述第二目标的值与所述净化阀的目标开度和所述电动泵的目标速度两者相关的一种映射确定所述净化阀的目标开度和所述电动泵的目标速度;
基于所述目标开度控制所述净化阀的所述开度;以及
基于所述目标速度控制所述电动泵的所述速度。
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