WO2023078969A1 - Procédé et système de purge d'un canister d'un moteur à combustion équipé d'au moins un circuit de recirculation des gaz d'échappement - Google Patents

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WO2023078969A1
WO2023078969A1 PCT/EP2022/080623 EP2022080623W WO2023078969A1 WO 2023078969 A1 WO2023078969 A1 WO 2023078969A1 EP 2022080623 W EP2022080623 W EP 2022080623W WO 2023078969 A1 WO2023078969 A1 WO 2023078969A1
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setpoint
pressure
canister
intake
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PCT/EP2022/080623
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Romain Guerout
Cedric LEFEVRE
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Renault S.A.S.
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    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control

Definitions

  • TITLE Process and system for purging a canister of a combustion engine equipped with at least one exhaust gas recirculation circuit
  • the present invention relates to the fuel supply circuits of internal combustion engines which comprise a fuel vapor suction tank, in particular gasoline.
  • the fuel vapor suction tank On a motor vehicle equipped with an internal combustion engine, more particularly a spark-ignition engine (gasoline), the fuel vapor suction tank, known by those skilled in the art by its English name “canister” , includes a carbon filter and is configured to collect fuel vapors escaping from the tank when the vehicle is stopped or when it is operating under severe conditions.
  • a spark-ignition engine gasoline
  • the fuel vapor suction tank known by those skilled in the art by its English name “canister” , includes a carbon filter and is configured to collect fuel vapors escaping from the tank when the vehicle is stopped or when it is operating under severe conditions.
  • the canister is connected to the engine inlet by a purge pipe fitted with a valve, the opening of which controls the passage of fuel-laden vapors to the engine inlet.
  • a purge pipe fitted with a valve, the opening of which controls the passage of fuel-laden vapors to the engine inlet.
  • canister purge phases are carried out by opening the purge solenoid valve.
  • a minimum purge flow is required to allow the evacuation of a sufficient quantity of fuel vapors in order to reduce the filling rate of the canister.
  • Figure 1 represents the pressure-volume diagram and characterizes the operation of a conventional four-stroke cycle engine.
  • the pumping losses correspond to the hatched area 2 which represents the work consumed by the engine, unlike the hatched area 1 which represents the work supplied by the engine.
  • the stage of admission time of admission
  • the stage of admission corresponds to segment AB, compression to segment BC, combustion to segment CD, the trigger to segment DE and the escapement to segment EA.
  • a first method of reducing pumping losses by increasing pressure in the intake manifold, shown schematically in Figure 2 and known as the Miller cycle, is to close the intake valves before bottom dead center, with the acronym “PMB”.
  • the quantity of air in the cylinder is thus admitted, not up to BDC but only up to the position of the piston corresponding to the instant of closing of the intake valve, materialized by point B in figure 2
  • the throttle body is left open and the management of the amount of air admitted is effected mainly by imposing the moment of closing of the intake valves.
  • the segments of the cycle BB ' and B 'B ” corresponding respectively to an increase or decrease in volume of the cylinder with the valves closed.
  • the other portions of the Miller cycle are similar to those of the conventional cycle represented in figure 1.
  • the segments B » C, CD, DE and EA correspond respectively to the compression, combustion, expansion and exhaust stages of the gas from an engine cylinder.
  • a second method of reducing pumping losses by increasing pressure in the intake manifold is to close the intake valves after BDC.
  • the intake valves remain open for part of the rise of the piston after BDC, up to point B' in figure 3.
  • the air is admitted up to BDC corresponding to point B on figure 3, that is to say over the entire stroke of the piston, then part of this admitted air is then pushed back into the intake manifold when the piston rises towards top dead center, acronym "PMH", as long as the intake valves remain open.
  • the amount of air admitted for combustion is therefore determined by the moment of closing of the intake valves, materialized by the point B ' in figure 3.
  • the throttle body is left open and the management of the quantity of air admitted is carried out mainly by imposing the moment of closing of the intake valves.
  • the other portions of the Atkinson cycle are similar to those of the conventional cycle shown in figure 1.
  • the segments B ' C, CD, DE and EA correspond respectively to the compression, combustion, expansion and exhaust times gas from an engine cylinder.
  • Increasing the manifold pressure reduces the amount of work consumed by the engine, so the area of hatched area 2 in Figure 3 is smaller than the corresponding area of hatched area 2 in Figure 1.
  • a third method used to reduce pumping losses by increasing pressure in the intake manifold is to draw exhaust gases and send them to the intake, a process known by the acronym “EGR” for “EGR”. exhaust gas recirculation” in Anglo-Saxon terms.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the introduction of a neutral gas, which does not participate in the combustion in the cylinders, makes it possible to increase the pressure in the manifold without increasing the load. Indeed, in the case where an EGR flow is introduced into the engine upstream of the throttle body, the degree of opening of the latter does not control the air flow alone, but the total flow in the engine. which is equal to the sum of the air flow and the EGR flow.
  • Known from the state of the art are engines equipped with active purge systems, integrating a venturi or a pump to suck the vapors towards the intake. These systems are rather used in cases where the point of reintroduction of fuel-laden vapors is located upstream of the throttle body, and they have the disadvantage of requiring piloting for the pump and the installation of additional parts.
  • the object of the invention is to improve the purging capacity of the canister, without however making use of active purging systems.
  • the object of the present invention is a method for passively purging the canister of a motor vehicle internal combustion engine equipped with at least one exhaust gas recirculation system at the intake.
  • the method comprises the following steps: detection of a need for purging; calculation of a purge flow setpoint and a pressure setpoint Pp allowing the flow to be purged; calculation of the minimum pressure in the intake manifold to ensure the engine torque setpoint; adjustment of the engine to lower the pressure in the manifold to the level of the setpoint, within the limit of the minimum pressure which ensures the achievement of the engine torque.
  • the invention aims to use a so-called passive purge system, which uses the natural depression of the engine intake manifold to suck fuel vapors from the canister when necessary. It will be noted that purging by a passive system as referred to by the invention is only possible if the pressure in the engine intake manifold is lower than the pressure in the canister.
  • the engine operates on a conventional cycle.
  • the engine is equipped with a variable valve timing system and operates according to an asymmetrical cycle of the Miller or Atkinson type.
  • the need for purging is determined when the value of the filling rate of the canister reaches a predetermined threshold.
  • the engine adjustment includes a drop in the EGR flow rate setpoint.
  • engine tuning includes steering the valve timing system from Miller or Atkinson cycle engine operation to conventional cycle operation.
  • the object of the invention is a passive purge system for the canister of a motor vehicle internal combustion engine equipped with at least one exhaust gas recirculation system at the inlet.
  • the passive purge system comprises means for detecting a need to purge the canister, means for calculating a purge flow setpoint and a pressure setpoint, means for calculating a minimum pressure in the intake manifold to ensure an engine torque setpoint and means for adjusting the engine to lower the pressure in the manifold to the level of the setpoint, within the limit of the minimum pressure which ensures the achievement of the engine torque.
  • FIG 2 and FIG 3 respectively represent the pressure-volume diagram of a cylinder of a four-stroke internal combustion engine of a motor vehicle according to a conventional, Miller or Atkinson;
  • FIG 4 very schematically illustrates an example of the structure of an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with a canister purge control system according to the invention.
  • FIG 5 illustrates a flowchart of the canister purge process, according to one embodiment of the invention.
  • the internal combustion engine 10 comprises, in a non-limiting manner, three cylinders 12 in line, a fresh air intake manifold 14, an exhaust manifold 16, a turbo-compression 18, a variable timing system 50 of the valves at the intake 51 and the valves at the exhaust 52.
  • the cylinders 12 are supplied with air via the intake manifold 14, or distributor, itself supplied by a pipe 20 provided with an air filter 22 and the turbocharger 18 of the engine 10.
  • the turbocharger 18 essentially comprises a turbine 18a driven by the exhaust gases and a compressor 18b mounted on the same axis or shaft as the turbine 18a and providing compression of the air distributed by the air filter 22, with the aim of ' increase the quantity (mass flow) of air admitted into the cylinders 12 of the engine 10.
  • the internal combustion engine 10 comprises an intake circuit Ca and an exhaust circuit Ce.
  • the intake circuit Ca comprises, from upstream to downstream in the direction of air circulation:
  • a heat exchanger 32 configured to cool the admission gases corresponding to a mixture of fresh air and recirculated gases after their compression in the compressor 18b;
  • the compressor is associated with a bypass circuit equipped with an intake relief valve 55 which opens in the event of sudden closing of the throttle body 30, to prevent the compressed air, located between the compressor 18b and the throttle body 30, does not cross the compressor 18b and does not degrade it, when for example, the driver of the vehicle suddenly lifts his foot from the accelerator pedal.
  • the exhaust circuit Ce includes, from upstream to downstream in the direction of circulation of the burnt gases:
  • the latter collects the exhaust gases resulting from combustion and evacuates them to the outside, via a gas exhaust duct 34 leading to the turbine 18a of the turbocharger 18 and by an exhaust line 36 mounted downstream of the turbine 18a.
  • the engine 10 further comprises a partial recirculation circuit 38 of the exhaust gases at the intake, called the “EGR” circuit (“exhaust gas recirculation” in Anglo-Saxon terms).
  • This circuit 38 is here a low pressure exhaust gas recirculation circuit, called "EGR BP". It is connected to the exhaust line 36, downstream of said turbine 18a, and in particular downstream of the gas pollution control system 40 and returns the exhaust gases to the fresh air supply pipe 20, upstream of the compressor 18b of turbocharger 18, in particular downstream of flowmeter 26. Flowmeter 26 only measures the flow of fresh air alone.
  • EGR BP low pressure exhaust gas recirculation circuit
  • the recirculation circuit 38 comprises, in the direction of circulation of the recycled gases, a cooler 38a, a filter 38b, and a "V EGR BP" valve 38c configured to regulate the flow of exhaust gases at low pressure.
  • the “V EGR BP” valve 38c is arranged downstream of the cooler 38a and of the filter 38b and upstream of the compressor 18b.
  • the air intake valve 28 can also be used to force the circulation of a low pressure exhaust gas flow in the EGR circuit BP in the case where the depression between the exhaust circuit and the intake circuit would be insufficient. In this case, closing the valve 28 would create a depression downstream, capable of sucking gas from the EGR circuit BP.
  • the engine is associated with a fuel circuit comprising, for example, fuel inj ectors (not referenced) injecting gasoline directly into each cylinder from a fuel tank (not shown).
  • the engine comprises an electronic control unit 70 configured to control the different elements of the internal combustion engine from data collected by sensors at different locations of the engine.
  • the electronic control unit 70 comprises a calculation module 72, a measurement module 73 and a control module 74.
  • the engine speed-load operating point is adjusted by the engine computer 70 by adjusting in particular a quantity of air, a quantity of EGR recirculation gases BP, and a quantity of fuel.
  • quantity is meant here a mass flow rate.
  • the flow of air and the flow of recirculation gas EGR BP can be adjusted to setpoint values by the computer 70 of the engine by adjusting on the one hand the position of the throttle body 30 and the boost pressure of the turbocharger 18, which controls the total gas flow in the engine, and on the other hand that of the "V EGR BP" valve 38c of the recirculation circuit 38. If the engine is at an operating point without exhaust gas recirculation, the airflow is obtained directly by adjusting the throttle body.
  • the engine 10 comprises a passive circuit 62 for purging fuel vapors from the canister 60, equipped with a solenoid valve 61 and opening out at a point of the intake circuit Ca located downstream of the throttle body 30.
  • the canister 60 purge solenoid valve 61 is located on the purge circuit 62, between the canister 60 and the outlet point. Controlled by the computer 70, the solenoid valve 61 allows the recycling of the fuel vapors contained in the canister 60.
  • the computer 70 is able and predisposed to determine the filling rate of the canister 60 and to control the opening of the solenoid valve 61, in case of need for purging.
  • the filling rate of the canister 60 can be determined from the analysis of the flow of fuel to be injected by the fuel inj ectors during the regulation of the richness of the air-fuel mixture in closed loop at richness 1 by forcing a start of purge.
  • the method 80 comprises a preliminary step 81 of nominal operation which corresponds to the operation of the motor 10 outside of any purge constraint of the canister 60.
  • the motor 10 operates on a given speed-load operating point according to a torque setpoint corresponding to a vehicle acceleration setpoint determined according to the depression of the accelerator pedal by the user.
  • the computer 70 defines an engine torque setpoint C to be obtained in order to obtain this acceleration.
  • the computer 70 determines an air flow setpoint, a fuel flow setpoint, an EGR flow setpoint and a variable valve timing setpoint 50.
  • the computer 70 adjusts various actuators of the engine 10 to obtain this adjustment, which aims to minimize the fuel consumption of the vehicle and which does not take account of the needs for purging the canister.
  • the computer 70 adjusts a degree of opening of the throttle body 30 and the position of the valves 50 to adjust the overall gas flow Qmot in the engine and it adjusts the degree of opening of the "V EGR BP" valve 38c to adjust the EGR gas flow Qegr, the air flow Qair being obtained using the following equation:
  • the computer 70 detects a need to purge the canister.
  • the computer 70 determines a flow rate Qp of vapors to be evacuated to prevent the canister from saturating and fuel leaks from occurring into the outside atmosphere (step 83).
  • the computer 70 calculates the pressure setpoint Pp not to be exceeded in the collector intake and which is sufficient to obtain the purge flow rate Qp determined in step 83.
  • the computer 70 uses preprogrammed maps contained in its memory, which link the pressure in the intake manifold Pcol, the atmospheric pressure Pext and the purge flow Qp. The reuse of this model allows the computer 70 to determine the pressure setpoint Pp as a function of the purge flow rate setpoint Qp and the atmospheric pressure Pext.
  • step 85 it is checked whether the pressure measured in the intake manifold Pcol is less than or equal to the pressure setpoint Pp determined in the previous step. If this is the case, the suction of the fuel vapors from the canister takes place naturally, without any additional intervention being necessary and the method returns to step 81 of nominal operation. If the pressure measured in the intake manifold Pcol exceeds the pressure set point Pp, the pressure in the intake manifold must drop to allow the canister to bleed.
  • the process always gives priority to achieving the engine torque setpoint C and never proceeds, with a view to purging the canister, to adjusting the engine to lower the pressure in the manifold to a pressure lower than the minimum pressure to ensure the engine torque C.
  • the computer 70 determines the minimum pressure in the intake manifold, necessary to ensure the engine torque setpoint C (step 86).
  • the computer 70 uses an engine air filling model, preprogrammed and contained in its memory, which makes it possible to determine the value of the minimum pressure of the intake manifold to respond to the torque setpoint of the engine C.
  • the total gas flow Qmot entering the engine can be determined using this filling model, from a filling efficiency value and the values of the pressure Pcol and the temperature Tcol prevailing in the intake manifold which can be measured by the pressure and temperature sensors 33.
  • the term " filling " is defined as being equal to the ratio between the mass of air sucked in and the mass of air that could have entered by considering only the total volume cylinders.
  • the filling formula is expressed by the following equation: Q x 120
  • rdvi denotes volumetric, dimensionless efficiency
  • N designates the speed, in revolutions/min
  • Cylinder designates the cylinder capacity of the engine, in m3 ;
  • Pcol is the pressure in the intake manifold, in Pa
  • Tcol designates the temperature in the intake manifold, in K
  • R denotes the ideal gas constant for air equal to approximately 287.058 fcg X K'
  • the efficiency value ] r dvi depends on the speed N and the pressure in the intake manifold Pcol . If the engine is equipped with a variable valve timing system, in particular at the intake, the yield r avl also depends on their position.
  • Equation (2) connects a possible pressure value in the intake manifold to a total mass flow value, via a volumetric efficiency value which can also take on several possible values, in particular depending on the valve timing.
  • the computer 70 identifies among the plurality of possible values, a minimum pressure value Pcol mini in the intake manifold which makes it possible to ensure the air flow Qmot corresponding to the engine torque C requested, on the condition that the flow EGR is zero and the position of the valve timing system 50 ensures maximum filling of the cylinders 12.
  • step 87 the computer 70 compares the value of Pcol mini with the pressure setpoint Pp. If the minimum pressure value Pcol mini in the intake manifold which makes it possible to achieve the engine torque setpoint C is greater than the pressure setpoint Pp, this means that the computer 70 cannot carry out the purge while respecting the setpoint of motor torque C. In this case, the priority is to ensure the motor torque setpoint C, the method returns to step 81 of nominal operation and the purge is carried out later, when the motor torque setpoint has decreased.
  • the computer 70 begins the adjustment step 88 starting by reducing the EGR rate, until the desired pressure is reached in the manifold. admission. To do this, it is possible, for example, to gradually lower the EGR flow setpoint while maintaining the air flow setpoint Qair. This translates into progressive closures of the EGR valve 38c so as to obtain the lower EGR flow rate required with, in parallel, the progressive closing of the throttle body 30 so as to obtain the total engine flow setpoint Qmot, which is lower because of the drop in the EGR flow set point.
  • the computer does not modify the position of the valve timing system 50. This gradual closing of the throttle body 30 is accompanied by a drop in the pressure Pcol in the intake manifold.
  • the computer 70 continues to gradually lower the EGR flow rate setpoint until the pressure value Pp is reached in the manifold which allows passive purging of the canister 60.
  • the drop in the EGR rate is generally sufficient to bleed the canister.
  • the computer 70 drives the valve timing system 50 to move away from the Miller or Atkinson cycle engine operation and approach a conventional cycle operation.
  • the computer 70 can close the inlet valves 51 later before bottom dead center and in parallel close the throttle valve 30 further so as not to modify the gas flow Qmot entering the engine.
  • the computer 70 can close the intake valves 51 earlier after bottom dead center and in parallel close the throttle body 30 further so as not to modify the gas flow Qmot entering the engine.
  • the process 80 stops with the passive purge of the canister 60.

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Abstract

Ce procédé de purge d'un canister d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d' au moins un système de recirculation des gaz d' échappement à l ' admission, comprend les étapes suivantes : - détection du besoin de purge; - calcul d'une consigne de débit de purge Qp et d'une consigne de pression Pp permettant de purger le débit Qp; - calcul de la pression minimale Pcol_mini dans le collecteur d' admission pour assurer la consigne de couple moteur C; - réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur au niveau de la consigne Pp, dans la limite de la pression minimale Pcol_mini qui assure la réalisation du couple moteur C.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé et système de purge d’ un canister d’ un moteur à combustion équipé d’ au moins un circuit de recirculation des gaz d’ échappement
Domaine technique
La présente invention concerne les circuits d’ alimentation en carburant des moteurs à combustion interne qui comportent un réservoir d’ aspiration des vapeurs de carburant, notamment d’ essence.
Techniques antérieures
Sur un véhicule automobile équipé d’un moteur à combustion interne, plus particulièrement d’un moteur à allumage commandé (essence), le réservoir d’ aspiration des vapeurs de carburant, connu par l ’ homme du métier sous sa dénomination anglaise « canister », comprend un filtre à charbon et est configuré pour accumuler les vapeurs de carburant s’ échappant du réservoir lorsque le véhicule est arrêté ou qu’ il fonctionne dans des conditions sévères.
Classiquement, le canister est relié à l ’ admission du moteur par un tuyau de purge équipé d’une vanne dont l ’ ouverture commande le passage des vapeurs chargées de carburant vers l ’ admission du moteur. Pour éviter l ’ apparition de fuites de vapeurs dans l ’ atmosphère lors du dépassement d’un certain taux de remplissage limite prédéterminé, on effectue des phases de purge du canister en ouvrant l ’ électrovanne de purge.
Un débit de purge minimal est requis pour permettre l ’ évacuation d’une quantité suffisante de vapeurs de carburant afin de diminuer le taux de rempli ssage du canister.
Il est connu par ailleurs que sur un moteur à allumage commandé, la dépression du collecteur d’ admission du moteur, réglée généralement grâce à un boîtier papillon du moteur pour obtenir un certain débit massique d’ air permettant la production du couple moteur, provoque des pertes par pompage qui sont induites par l ’ écart de pression entre le plenum du collecteur d’ admission et le collecteur d’ échappement.
La figure 1 représente le diagramme pression-volume et caractérise le fonctionnement d’un moteur à cycle conventionnel à quatre temps. Les pertes par pompage correspondent à la zone hachurée 2 qui représente le travail consommé par le moteur, à la différence de la zone hachurée 1 qui représente le travail fourni par le moteur. Selon le cycle conventionnel de la figure 1 représentant les étapes subies par les gaz dans un cylindre du moteur, l ’ étape d’ admission (temps d’ admission) correspond au segment AB, la compression au segment BC, la combustion au segment CD, la détente au segment DE et l ’ échappement au segment EA.
Pour réduire les pertes par pompage et ainsi diminuer la consommation de carburant du moteur, il est connu d’ augmenter la pression du collecteur d’ admission tout en admettant dans le moteur la même quantité d’ air en débit massique nécessaire à la production d’un même couple donné que dans un moteur fonctionnant selon le cycle conventionnel, représenté dans la figure 1.
Une première méthode de réduction des pertes par pompage en augmentant la pression dans le collecteur d’ admission, représentée schématiquement dans la figure 2 et connue sous le nom de cycle de Miller, consiste à fermer les soupapes d’ admission avant le point mort bas, d’ acronyme « PMB » . On admet ainsi la quantité d’ air dans le cylindre, non pas jusqu’ au PMB mais seulement jusqu’ à la position du piston correspondant à l ’ instant de fermeture de la soupape d’ admission, matérialisé par le point B dans la figure 2. A la différence du cycle conventionnel où la gestion de la quantité d’ air admise dans les cylindres est obtenue en faisant varier l ’ ouverture du boîtier-papillon, dans le cycle de Miller, le boîtier-papillon est laissé ouvert et la gestion de la quantité d’ air admise est effectuée principalement en imposant le moment de la fermeture des soupapes d’ admission. L’ air est ainsi admis dans le cylindre seulement sur le segment AB, les segments du cycle BB ’ et B ’B ” correspondant respectivement à une augmentation ou diminution de volume du cylindre avec les soupapes fermées. Les autres portions du cycle de Miller sont similaires à celles du cycle conventionnel représenté dans la figure 1. Dans la figure 2, les segments B ” C, CD, DE et EA, correspondent respectivement aux étapes de compression, combustion, détente et échappement des gaz d’un cylindre du moteur.
On obtient ainsi pour le cycle de Miller une pression plus haute dans le collecteur que pour le cycle conventionnel, car le boîtier- papillon est laissé principalement ouvert, même à charges faibles. En augmentant la pression d’ admission, on réduit la quantité de travail consommé par le moteur, ainsi l ’ aire de la zone hachurée 2 de la figure 2 est plus petite que l ’ aire de la zone hachurée 2 de la figure 1.
Une deuxième méthode de réduction des pertes par pompage en augmentant la pression dans le collecteur d’ admission, représentée schématiquement dans la figure 3 et connue sous le nom de cycle d’ Atkinson, consiste à fermer les soupapes d’ admission après le PMB . Dans ce cas, les soupapes d’ admission restent ouvertes sur une partie de la remontée du piston après le PMB, jusqu’ au point B ’ dans la figure 3. Ainsi, l ’ air est admis jusqu’ au PMB correspondant au point B sur la figure 3 , c’ est-à-dire sur la totalité de la course du piston, puis une partie de cet air admis est ensuite refoulée dans le collecteur d’ admission lors de la remontée du piston vers le point mort haut, d’ acronyme « PMH », tant que les soupapes d’ admission restent ouvertes. La quantité d’ air admise pour la combustion est donc déterminée par le moment de la fermeture des soupapes d’ admission, matérialisée par le point B ’ dans la figure 3.
Dans le cycle d’ Atkinson, comme pour le cycle de Miller, le boîtier-papillon est laissé ouvert et la gestion de la quantité d’ air admise est effectuée principalement en imposant le moment de la fermeture des soupapes d’ admission. Les autres portions du cycle d’ Atkinson sont similaires à celles du cycle conventionnel représenté dans la figure 1. Dans la figure 3 , les segments B ’ C, CD, DE et EA, correspondent respectivement aux temps de compression, combustion, détente et échappement des gaz d’un cylindre du moteur. On obtient ainsi pour le cycle d’ Atkinson une pression plus haute dans le collecteur d’ admission que pour le cycle conventionnel, car le boîtier-papillon est laissé principalement ouvert, ceci même à des charges faibles. En augmentant la pression d’ admission on réduit la quantité de travail consommé par le moteur, ainsi l ’ aire de la zone hachurée 2 de la figure 3 est plus petite que l ’ aire correspondante de la zone hachurée 2 de la figure 1.
Une troisième méthode utilisée pour la réduction des pertes par pompage en augmentant la pression dans le collecteur d’ admi ssion consiste à prélever des gaz d’ échappement et à les envoyer à l ’ admission, procédé connu sous l ’ acronyme « EGR » pour « exhaust gas recirculation » en termes anglo-saxons. L’introduction d’un gaz neutre, qui ne participe pas à la combustion dans les cylindres, permet d’ augmenter la pression dans le collecteur sans augmentation de la charge. En effet, dans le cas où un débit d’EGR est introduit dans le moteur en amont du boîtier-papillon, le degré d’ ouverture de celui-ci ne commande pas le seul débit d’ air, mais le débit total dans le moteur qui est égal à la somme du débit d’ air et du débit d’EGR. On peut donc obtenir un débit massique d’ air donné identique, soit en admettant seulement de l ’ air à une première valeur de pression, soit en admettant de l ’ air et une proportion d’EGR à une deuxième valeur de pression plus élevée que la première. On notera d’ ailleurs qu’ on peut combiner une telle recirculation partielle des gaz d’ échappement à l ’ admi ssion avec un cycle de Miller ou d’ Atkinson.
La problématique avec les trois méthodes décrites, à savoir le cycle de Miller, le cycle d’ Atkinson ou la recirculation EGR, est qu’ en augmentant la pression dans le collecteur d’ admission du moteur, elles diminuent la capacité à purger le cani ster dans le circuit d’ admi ssion d’ air du moteur lorsque le point de réintroduction des vapeurs chargées de carburant se trouve en aval du boîtier-papillon, car la différence de pression entre le canister, qui est à la pression atmosphérique par sa mise à l ’ air libre, et le collecteur d’ admission, est largement réduite et ne permet plus la circulation d’un débit suffisant. On connaît de l ’ état de la technique des moteurs équipés de systèmes de purge active, intégrant un venturi ou une pompe pour aspirer les vapeurs vers l ’ admission. Ces systèmes sont plutôt utilisés dans les cas où le point de réintroduction des vapeurs chargées de carburant se trouve en amont du boîtier-papillon, et ils présentent le désavantage de nécessiter un pilotage pour la pompe et l ’ installation de pièces supplémentaires.
Au vu de ce qui précède, le but de l ’ invention est d’ améliorer la capacité de purge du canister, sans pour autant faire appel à des systèmes de purge active.
Exposé de l’ invention
Au vu de ce qui précède, la présente invention a pour obj et un procédé de purge passive du canister d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’ au moins un système de recirculation des gaz d’ échappement à l ’ admission.
Le procédé comprend les étapes suivantes : détection d ’un besoin de purge ; calcul d’une consigne de débit de purge et d’une consigne de pression Pp permettant de purger le débit ; calcul de la pression minimale dans le collecteur d’ admission pour assurer la consigne de couple moteur ; réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur au niveau de la consigne, dans la limite de la pression minimale qui assure la réalisation du couple moteur .
L’invention vise à utiliser un système de purge dit passif, qui utilise la dépression naturelle du collecteur d’ admission du moteur pour aspirer lorsque nécessaire les vapeurs de carburant du cani ster. On notera que la purge par système passif tel que visé par l ’ invention, n’ est possible que si la pression dans le collecteur d’ admission du moteur est inférieure à la pression dans le canister.
Par exemple, le moteur fonctionne selon un cycle conventionnel . Avantageusement, le moteur est équipé d’un système de calage variable des soupapes et fonctionne selon un cycle asymétrique de type Miller ou Atkinson.
Avantageusement, le besoin de purge est déterminé lorsque la valeur du taux de remplissage du canister atteint un seuil prédéterminé.
Avantageusement, le réglage moteur comprend une baisse de la consigne de débit EGR.
Par exemple, le réglage moteur comprend le pilotage du système de calage des soupapes depuis un fonctionnement moteur de cycle de Miller ou d’ Atkinson vers un fonctionnement de cycle conventionnel .
Selon un second aspect, l ’ invention a pour obj et un système de purge passive du canister d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’ au moins un système de recirculation des gaz d’ échappement à l ’ admission.
Le système de purge passive comprend des moyens de détection d’un besoin de purge du cani ster, des moyens de calcul d’une consigne de débit de purge et d’une consigne de pression, des moyens de calcul d’une pression minimale dans le collecteur d’ admission pour assurer une consigne de couple moteur et des moyens de réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur au niveau de la consigne, dans la limite de la pression minimale qui assure la réalisation du couple moteur.
Brève description des dessins
D’ autres buts, caractéristiques et avantages de l ’ invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’ exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig 1 ],
[Fig 2] et [Fig 3 ], dont il a déj à été fait mention, représentent respectivement le diagramme pression - volume d’un cylindre d’un moteur à combustion interne à quatre temps d’un véhicule automobile selon un cycle conventionnel, de Miller ou d’ Atkinson ;
[Fig 4] illustre, de manière très schématique, un exemple de structure d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile équipé d’un système de contrôle de purge du canister selon l ’ invention ; et
[Fig 5] illustre un organigramme du procédé de purge du canister, selon un mode de mise en œuvre de l ’ invention.
Exposé détaillé d’ au moins un mode de réalisation
Dans l ’ exemple illustré dans la figure 4, le moteur à combustion interne 10 comprend, de manière non limitative, trois cylindres 12 en ligne, un collecteur d’ admission d’ air frais 14, un collecteur d’ échappement 16, un système de turbo-compression 18, un système de calage variable 50 des soupapes à l ’ admission 51 et des soupapes à l ’ échappement 52.
Les cylindres 12 sont alimentés en air par l ’ intermédiaire du collecteur d’ admission 14, ou répartiteur, lui-même alimenté par une conduite 20 pourvue d’un filtre à air 22 et du turbocompresseur 18 du moteur 10.
Le turbocompresseur 18 comporte essentiellement une turbine 18a entraînée par les gaz d’ échappement et un compresseur 18b monté sur le même axe ou arbre que la turbine 18a et assurant une compression de l ’ air distribué par le filtre à air 22, dans le but d’ augmenter la quantité (débit massique) d’ air admise dans les cylindres 12 du moteur 10.
Le moteur à combustion interne 10 comprend un circuit d’ admission Ca et un circuit d’ échappement Ce.
Le circuit d’ admission Ca comprend, d’ amont en aval dans le sens de circulation de l ’ air :
- le filtre à air 22 ou boîte à air ; - un débitmètre 26 disposé dans la conduite d’ admission 20 en aval du filtre à air 22 pour mesurer la valeur réelle du débit d’ air entrant dans le moteur 10 ;
- une vanne d’ admi ssion d’ air 28 ;
- le compresseur 18b du turbocompresseur 18 ;
- un boîtier papillon 30 ou une vanne d’ admission des gaz dans le moteur ;
- un échangeur thermique 32 configuré pour refroidir les gaz d’ admission correspondant à un mélange d’ air frais et de gaz recirculés après leur compression dans le compresseur 18b ;
-des capteurs de pression et température 33 pour mesurer la pression et la température dans le collecteur d’ admission 14; et
- le collecteur d’ admission 14.
Le compresseur est associé à un circuit de contournement équipé d’une vanne de décharge à l ’ admission 55 qui s’ ouvre en cas de fermeture brutale du boîtier papillon 30, pour éviter que l ’ air comprimé, se trouvant entre le compresseur 18b et le boîtier papillon 30, ne traverse le compresseur 18b et ne le dégrade, lorsque par exemple, le conducteur du véhicule lève brutalement le pied de la pédale d’ accélération.
Le circuit d’ échappement Ce comprend, d’ amont en aval dans le sens de circulation des gaz brûlés :
- le collecteur d’ échappement 16 ;
- la turbine 18a du turbocompresseur 18; et
- un système 40 de dépollution des gaz de combustion du moteur.
En ce qui concerne le collecteur d’ échappement 16, celui-ci récupère les gaz d’ échappement issus de la combustion et évacue ces derniers vers l ’ extérieur, par l ’ intermédiaire d’un conduit d’ échappement des gaz 34 débouchant sur la turbine 18a du turbocompresseur 18 et par une ligne d’ échappement 36 montée en aval de la turbine 18a. Le moteur 10 comprend en outre un circuit de recirculation partielle 38 des gaz d’ échappement à l ’ admission, dit circuit « EGR » (« exhaust gas recirculation » en termes anglo-saxons).
Ce circuit 38 est ici un circuit de recirculation des gaz d’ échappement à basse pression, dit « EGR BP » . Il est raccordé à la ligne d’ échappement 36, en aval de ladite turbine 18a, et notamment en aval du système 40 de dépollution des gaz et renvoie les gaz d’ échappement vers la conduite 20 d’ alimentation en air frais, en amont du compresseur 18b du turbocompresseur 18, notamment en aval du débitmètre 26. Le débitmètre 26 ne mesure que le débit d’ air frais seul .
Tel qu’ illustré, le circuit 38 de recirculation comprend, dans le sens de circulation des gaz recyclés, un refroidisseur 38a, un filtre 38b, et une vanne « V EGR BP » 38c configurée pour réguler le débit des gaz d’ échappement à basse pression. La vanne « V EGR BP » 38c est disposée en aval du refroidisseur 38a et du filtre 38b et en amont du compresseur 18b .
On notera que la vanne d’ admission d’ air 28 peut aussi servir à forcer la circulation d’un débit des gaz d’ échappement à basse pression dans le circuit EGR BP dans le cas où la dépression entre le circuit d’ échappement et le circuit d’ admission serait insuffisante. Dans ce cas, une fermeture de la vanne 28 permettrait de créer une dépression en aval, apte à aspirer des gaz du circuit EGR BP.
Le moteur est associé à un circuit de carburant comprenant, par exemple, des inj ecteurs de carburant (non référencés) inj ectant de l ’ essence directement dans chaque cylindre à partir d’un réservoir à carburant (non représenté).
Par ailleurs, le moteur comprend une unité électronique de commande 70 configurée pour commander les différents éléments du moteur à combustion interne à partir de données recueillies par des capteurs à différents endroits du moteur.
L’unité électronique de commande 70 comporte un module de calcul 72, un module de mesure 73 et un module de commande 74. Dans le moteur à allumage commandé, le point de fonctionnement régime-charge du moteur est réglé par le calculateur 70 du moteur en ajustant notamment une quantité d’ air, une quantité des gaz de recirculation EGR BP, et une quantité de carburant. Par « quantité », on entend ici un débit massique.
Le débit d’ air et le débit des gaz de recirculation EGR BP peuvent être réglés sur des valeurs de consigne par le calculateur 70 du moteur en ajustant d’une part la position du boîtier-papillon 30 et la pression de suralimentation du turbocompresseur 18, qui commande le débit gazeux total dans le moteur, et d’ autre part celle de la vanne « V EGR BP » 38c du circuit de recirculation 38. Si le moteur se trouve sur un point de fonctionnement sans recirculation de gaz d’ échappement, le débit d’ air est obtenu directement par le réglage du boîtier papillon.
Le moteur 10 comprend un circuit passif de purge 62 des vapeurs de carburant du canister 60, doté d’une électrovanne 61 et débouchant en un point du circuit d’ admission Ca situé en aval du boîtier-papillon 30.
L’ électrovanne 61 de purge du cani ster 60 est située sur le circuit de purge 62, entre le canister 60 et le point de débouché. Pilotée par le calculateur 70, l ’ électrovanne 61 permet le recyclage des vapeurs de carburant contenues dans le canister 60.
Le calculateur 70 est apte et prédisposé à déterminer le taux de remplissage du canister 60 et à piloter l ’ ouverture de l ’ électrovanne 61 , en cas de besoin de purge. Par exemple, le taux de remplissage du canister 60 peut être déterminé à partir de l ’ analyse du débit de carburant à inj ecter par les inj ecteurs de carburant lors de la régulation de la richesse du mélange air-carburant en boucle fermée à richesse 1 en forçant un début de purge.
On va maintenant décrire en référence à la figure 5 un procédé 80 de purge du canister 60 pour moteurs à combustion interne pour automobile, qui réutilisent à l ’ admission des débits EGR. Un tel procédé est notamment mis en œuvre par le calculateur 70 à partir des mesures délivrées par les divers capteurs du moteur et en pilotant les divers éléments du moteur.
Le procédé 80 comprend une étape préalable 81 de fonctionnement nominal qui correspond au fonctionnement du moteur 10 en dehors de toute contrainte de purge du canister 60. Le moteur 10 fonctionne sur un point de fonctionnement régime-charge donné en fonction d’une consigne de couple correspondant à une consigne d’ accélération du véhicule déterminée en fonction de l ’ enfoncement de la pédale d’ accélérateur par l ’utilisateur. A partir de cette consigne de couple et du régime moteur, le calculateur 70 définit une consigne de couple moteur C à obtenir pour obtenir cette accélération. A partir de la consigne de couple moteur C le calculateur 70 détermine une consigne de débit d’ air, une consigne de débit de carburant, une consigne de débit d’EGR et une consigne de calage variable des soupapes 50.
Le calculateur 70 règle différents actionneurs du moteur 10 pour obtenir ce réglage, qui vise à minimiser la consommation de carburant du véhicule et qui ne tient pas compte des besoins de purge du canister. Par exemple, le calculateur 70 règle un degré d’ ouverture du boîtier-papillon 30 et la position des soupapes 50 pour régler le débit gazeux global Qmot dans le moteur et il règle le degré d’ ouverture de la vanne « V EGR BP » 38c pour régler le débit Qegr de gaz EGR, le débit d’ air Qair étant obtenu à l ’ aide de l ’ équation suivante :
Qair = Qmot — Qegr ( 1 )
Lors de l ’ étape 82 suivante, le calculateur 70 détecte un besoin de purge du canister. Lorsque le canister doit être purgé le calculateur 70 détermine un débit Qp de vapeurs à évacuer pour éviter que le canister ne sature et que des fuites de carburant ne se produisent vers l ’ atmosphère extérieure (étape 83).
Lors de l ’ étape 84 suivante, le calculateur 70 calcule la consigne de pression Pp à ne pas dépasser dans le collecteur d’ admission et qui est suffisante pour obtenir le débit de purge Qp déterminé à l ’ étape 83. Le calculateur 70 utilise des cartographies préprogrammées et contenues dans sa mémoire, qui relient la pression dans le collecteur d’ admission Pcol, la pression atmosphérique Pext et le débit de purge Qp. La réutilisation de ce modèle permet au calculateur 70 de déterminer la consigne de pression Pp en fonction de la consigne de débit de purge Qp et de la pression atmosphérique Pext.
Lors de l ’ étape 85 de test suivante, on vérifie si la pression mesurée dans le collecteur d’ admission Pcol est inférieure ou égale à la consigne de pression Pp déterminée à l ’ étape précédente. Si c’ est le cas, l ’ aspiration des vapeurs de carburant du canister se fait naturellement, sans qu’ aucune intervention supplémentaire ne soit nécessaire et le procédé retourne à l ’ étape 81 de fonctionnement nominal . Si la pression mesurée dans le collecteur d’ admission Pcol dépasse la consigne de pression Pp, la pression dans le collecteur d’ admission doit baisser pour permettre la purge du canister.
Il est à noter que le procédé donne touj ours la priorité à la réalisation de la consigne de couple moteur C et ne procède j amais, en vue d’une purge de canister, à un réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur à une pression inférieure à la pression minimale pour assurer le couple moteur C. A cet effet, le calculateur 70 détermine la pression minimale dans le collecteur d’ admission, nécessaire pour assurer la consigne de couple moteur C (étape 86). Le calculateur 70 utilise un modèle de remplissage en air du moteur, préprogrammé et contenu dans sa mémoire, qui permet de déterminer la valeur de la pression minimale du collecteur d’ admission pour répondre à la consigne de couple du moteur C. Le débit gazeux total Qmot entrant dans le moteur peut être déterminé à l ’ aide de ce modèle de remplissage, à partir d’une valeur de rendement de remplissage et des valeurs de la pression Pcol et de la température Tcol régnant dans le collecteur d’ admi ssion qui peuvent être mesurées par les capteurs 33 de pression et de température. Le terme « remplissage » est défini comme étant égal au rapport entre la masse d’ air aspirée et la masse d’ air qui aurait pu rentrer en considérant uniquement le volume total des cylindres. La formule du remplissage est exprimée par l ’ équation suivante : Q x 120
Figure imgf000015_0001
Dans laquelle : rdvi désigne le rendement volumétrique, adimensionnel ;
Qmot désigne le débit massique total rentrant réellement, en kg/s ;
N désigne le régime, en tours/min ;
Cylindrée désigne la cylindrée du moteur, en m3 ;
Pcol désigne la pression dans le collecteur d’ admission, en Pa ;
Tcol, désigne la température dans le collecteur d’ admission, en K ;
R désigne la constante massique des gaz parfaits pour l ’ air égale à environ 287,058 fcg X K '
Dans tous les cas de figure, la valeur du rendement ]rdvi dépend du régime N et de la pression dans le collecteur d’ admi ssion Pcol . Si le moteur est équipé d’un système de calage variable des soupapes, notamment à l ’ admission, le rendement ravl dépend également de leur position.
L’ équation (2) relie une valeur possible de pression dans le collecteur d’ admission à une valeur de débit massique total, via une valeur de rendement volumétrique qui peut lui aussi prendre plusieurs valeurs possibles notamment selon le calage des soupapes. Le calculateur 70 identifie parmi la pluralité de valeurs possibles, une valeur de pression minimale Pcol mini dans le collecteur d’ admi ssion qui permet d’ assurer le débit d’ air Qmot correspondant au coupl e moteur C demandé, à la condition que le débit EGR soit nul et que la position du système de calage des soupapes 50 assure le remplissage maximum des cylindres 12.
Lors de l ’ étape 87, le calculateur 70 compare la valeur de Pcol mini avec la consigne de pression Pp. Si la valeur de pression minimale Pcol mini dans le collecteur d’ admission qui permet de réaliser la consigne de couple moteur C est supérieure à la consigne de pression Pp, cela signifie que le calculateur 70 ne peut pas effectuer la purge tout en respectant la consigne de couple moteur C. Dans ce cas, la priorité est d’ assurer la consigne de couple moteur C, le procédé repasse à l ’ étape 81 de fonctionnement nominal et la purge est effectuée ultérieurement, lorsque la consigne de couple moteur aura diminué.
Si la valeur de pression minimale Pcol mini est inférieure ou égale à la consigne de pression Pp, le calculateur 70 entame l ’ étape de réglage 88 en commençant par diminuer le taux d’EGR, jusqu’ à atteindre la pression souhaitée dans le collecteur d’ admission. Pour cela, on peut par exemple faire baisser progressivement la consigne de débit d’EGR tout en maintenant la consigne de débit d’ air Qair. Cela se traduit par des fermetures progressives de la vanne EGR 38c de manière à obtenir le débit d’EGR plus faible requis avec en parallèl e la fermeture progressive du boîtier-papillon 30 de manière à obtenir la consigne de débit total moteur Qmot, qui est plus faible à cause de la bai sse de la consigne de débit d’EGR.
Pendant cette phase, le calculateur ne modifie pas la position du système de calage des soupapes 50. Cette fermeture progressive du boîtier-papillon 30 s’ accompagne d’une baisse de la pression Pcol dans le collecteur d’ admission. Le calculateur 70 continue à faire baisser progressivement la consigne de débit d’EGR jusqu’ à ce que l ’ on atteigne la valeur de pression Pp dans le collecteur qui permet la purge passive du canister 60.
La baisse du taux d’EGR est très généralement suffisante pour obtenir la purge du canister. Cependant, dans l ’ éventualité où cela ne suffit pas, par exemple lorsque la pression Pcol n’ atteint pas la valeur Pp lorsque le débit d’EGR est nul, ou en variante, lorsque le taux d’EGR atteint une valeur de seuil minimale, le calculateur 70 pilote le système de calage des soupapes 50 pour s’ éloigner du fonctionnement moteur de cycle de Miller ou d’ Atkinson et se rapprocher d’un fonctionnement de cycle conventionnel . Par exemple, sur un moteur qui fonctionne en réglage nominal selon le cycle de Miller, le calculateur 70 peut fermer les soupapes d’ admission 51 plus tardivement avant le point mort bas et en parallèle fermer davantage le boîtier-papillon 30 pour ne pas modifier le débit gazeux Qmot entrant dans le moteur. Par exemple, sur un moteur qui fonctionne en réglage nominal selon le cycle d’ Atkinson, le calculateur 70 peut refermer les soupapes d’ admission 51 plus précocement après le point mort bas et en parallèle fermer davantage le boîtier-papillon 30 pour ne pas modifier le débit gazeux Qmot entrant dans le moteur. Le procédé 80 s’ arrête avec la purge passive du canister 60.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de purge d’un canister d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’ au moins un système de recirculation des gaz d’ échappement à l ’ admission, caractérisé en ce qu’ il comprend les étapes suivantes :
- détection d’un besoin de purge ;
- calcul d’une consigne de débit de purge (Qp) et d’ une consigne de pression (Pp) permettant de purger le débit (QP) ;
- calcul de la pression minimale (Pcol mini) dans le collecteur d’ admission pour assurer la consigne de couple moteur (C) ;
- réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur au niveau de la consigne (Pp), dans la limite de la pression minimale (Pcol mini) qui assure la réalisation du couple moteur (C).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le moteur fonctionne selon un cycle conventionnel .
3. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel dans lequel le moteur fonctionne selon un cycle asymétrique de type Miller ou Atkinson, ledit moteur étant équipé d’un système de calage variable des soupapes.
4. Procédé selon l ’une quelconque des revendications 1 , 2 ou 3 , dans lequel le besoin de purge est déterminé lorsque la valeur du taux de remplissage du canister atteint un seuil prédéterminé.
5. Procédé selon l ’une quelconque des revendications 1 , 2 ou 3 , dans lequel le réglage moteur comprend une baisse de la consigne de débit EGR.
6. Procédé selon la revendication 3 , dans lequel le réglage moteur comprend le pilotage du système de calage des soupapes depuis un fonctionnement moteur de cycle de Miller ou d’ Atkinson vers un fonctionnement de cycle conventionnel .
7. Système de contrôle de la purge d’un canister pour moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’ au moins un système de recirculation des gaz d’ échappement à l ’ admission, caractérisé en ce qu’ il comprend des moyens de détection d’un besoin de purge du canister, des moyens de calcul d’une consigne de débit de purge (Qp) et d’une consigne de pression (Pp), des moyens de calcul d’une pression minimale (Pcol mini) dans le collecteur d’ admission pour assurer une consigne de couple moteur (C) et des moyens de réglage du moteur pour baisser la pression dans le collecteur au niveau de la consigne (Pp), dans la limite de la pression minimale (Pcol mini) qui assure la réalisation du couple moteur (C).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150059700A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-05 Ford Global Technologies, Llc Vapor purging octane separation system
US9273643B2 (en) * 2012-08-10 2016-03-01 Tula Technology, Inc. Control of manifold vacuum in skip fire operation
US10060393B2 (en) * 2013-02-11 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Purge valve and fuel vapor management system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9273643B2 (en) * 2012-08-10 2016-03-01 Tula Technology, Inc. Control of manifold vacuum in skip fire operation
US10060393B2 (en) * 2013-02-11 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Purge valve and fuel vapor management system
US20150059700A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-05 Ford Global Technologies, Llc Vapor purging octane separation system

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