蒸发排放控制的制作方法与工艺

本申请涉及蒸发排放控制。

背景技术：
车辆可安装有蒸发排放控制系统以减少燃料蒸气至大气的释放。例如，来自燃料箱的汽化烃(HC)可储存在用吸附并储存燃料蒸气的吸附剂填满的燃料蒸气滤罐内。在后来，当发动机运行时，蒸发排放控制系统允许燃料蒸气从燃料蒸气滤罐被抽取入发动机进气歧管，从而在燃烧过程中被消耗。在美国专利5,398,660中所述的一个实例中，燃料蒸气滤罐包括多个抽取阀和多个空气入口阀。在发动机运行过程中，可打开所有抽取阀和空气入口阀，以将负压从发动机进气道供应至滤罐内。由于真空的提供，燃料蒸气从燃料蒸气滤罐被抽取入发动机的进气歧管。但是，本文发明人已经认识到以上方法的问题。例如，在用低真空进气运行的发动机应用中，由于同时打开燃料蒸气滤罐的所有空气入口阀和抽取阀，小量的真空在燃料蒸气滤罐内可形成。因此，抽取燃料蒸气滤罐花费的时间量可能是大量的。更具体地，在混合动力电动汽车(hybridelectricvehicle)(HEV)应用中，发动机运行时间可能比用低真空抽取燃料蒸气滤罐花费的时间量更短。

技术实现要素：
因而，在一个实例中，以上问题可通过一种运行燃料系统的方法解决，该方法包括：从滤罐的多个区域中的每一个，顺序地抽取燃料蒸气。具体地，抽取滤罐的区域可包括打开与那个区域相连的空气入口阀，并且保持与滤罐的每一个其它区域相连的空气入口阀关闭，以便将燃料蒸气引导至滤罐的至少一个抽取出口。在一个实例中，可抽取滤罐的区域，直至从汽缸排出的燃烧后气 体的燃料组分小于设定值。在区域已经抽取至设定值后，可将相连的空气入口阀关闭，并且可顺次地将与下个区域相连的空气入口阀打开，同时保持其它空气入口阀中的每一个关闭，以抽取那个区域。通过每次打开一个空气入口阀，可增加通过与那个空气入口阀相连的滤罐的区域的气流，以更快速地从那个区域抽取燃料蒸气，从而满足设定值。这样，抽取滤罐的时间量相对于同时打开所有阀的方法可减少。而且，增加的气流可相对于用较低气流的抽取方法更彻底地抽取区域。换句话说，增加的气流可增加获得滤罐零扩散排放(zerobleedemissions)的可能。在另一实施方式中，燃料系统包括：燃料箱；用于储存燃料蒸气的滤罐，其包括：与燃料箱流体连通的滤罐入口、与滤罐的多个区域相连的多个空气入口阀以及至少一个与进气歧管流体连通的抽取出口；和控制器，所述控制器：在滤罐的抽取过程中，在指定区域内相对于滤罐中的每一个其它区域增加真空，以将指定区域内的燃料蒸气引导至至少一个抽取出口。在另一实施方式中，通过打开与指定区域相连的空气入口阀并且关闭与每一个其它区域相连的空气入口阀，增加真空。在另一实施方式中，在指定区域内增加真空，直至从汽缸排出的燃烧后气体的燃料组分小于设定值。在另一实施方式中，滤罐包括四个区域和相应于四个区域的四个空气入口阀。在另一实施方式中，两对空气入口阀位于滤罐的相对侧。在另一实施方式中，滤罐包括位于滤罐的相对侧上的两个抽取出口。在另一实施方式中，至少一个抽取出口位于与多个空气入口阀不同的滤罐侧。在另一实施方式中，用于储存燃料蒸气的滤罐包括：与燃料箱流体连通的滤罐入口；与进气歧管流体连通的第一抽取出口和第二抽取出口，第一抽取出口和第二抽取出口位于滤罐的相对侧上；以及与滤罐的多个区域相连的多个空气入口阀，多个空气入口阀中的每一个单 独地运行以从相连区域抽取燃料蒸气至第一抽取出口或第二抽取出口。在另一实施方式中，多个空气入口阀包括位于滤罐的相对侧上的两对空气入口阀。在另一实施方式中，第一和第二抽取出口位于滤罐的相对侧上，并且位于与多个空气入口阀不同的滤罐侧上。在另一实施方式中，燃料系统进一步包括：控制器，其包括处理器和具有指令的计算机可读介质，当处理器执行所述指令时：从滤罐的多个区域中的每一个顺序地抽取燃料蒸气，其中区域抽取包括打开与那个区域相连的空气入口阀以及保持与每一个其它区域相连的空气入口阀关闭，以将燃料蒸气引导至至少一个抽取出口。应当理解，提供以上发明内容来以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念选择。不意欲指定要求保护主题的关键或必要特征，主题范围仅由所附权利要求限定。而且，要求保护的主题不限于解决以上或本公开的任何部分中指出的任何缺点的执行方式。附图说明图1示意性地显示根据本公开实施方式的混合动力推进系统的实例。图2示意性地显示根据本公开实施方式的发动机和相关燃料系统的实例。图3示意性地显示根据本公开实施方式的燃料蒸气滤罐的实例。图4-7显示了被顺序抽取的燃料蒸气滤罐的不同区域的实例。图8显示了根据本公开实施方式用于控制燃料系统的方法的实例。具体实施方式本说明涉及控制车辆中的蒸发排放。更具体地，本公开涉及通过顺序地抽取燃料蒸气滤罐的不同区域的燃料蒸气抽取。通过每次一个顺序地抽取燃料蒸气滤罐的每个区域，通过那个区域的气流可被增加，以相对于同时抽取整个滤罐的方法更快速并且更彻底地抽取那个区域。这种方法可适用于低真空进气发动机应用。而且，这种方法可适 用于混合动力电动汽车(HEV)应用以及具有有限发动机运行时间的其它应用。图1示意性地显示根据本公开实施方式的车辆系统1的实例。车辆1包括混合动力推进系统12。混合动力推进系统12包括具有一个或多个汽缸30的内燃机10、传动装置16、用于将推动力传递至地面的驱动轮18或其它适合装置、以及一个或多个马达14。这样，车辆可通过至少一个发动机或马达被推动。在图解的实例中，可运行一个或多个马达14，以供应或吸收来自传动系的扭矩，其中扭矩由发动机提供或者没有扭矩由发动机提供。因此，发动机10可在有限的基础上运行。相应地，燃料蒸发抽取以控制蒸发排放的机会可能有限。将理解，车辆仅仅是一个实例，并且其它构造是可能的。因此，应理解，关于本文所述方式和方法，可使用其它适合的混合构造或其变型。而且，本文所述系统和方法可适用于非HEV，如不包括马达并且仅通过内燃供以动力的车辆。图2示意性地显示根据本公开实施方式的发动机系统100的实例。例如，发动机系统100可在图1显示的车辆系统1中实施。发动机系统100包括具有多个汽缸104的发动机组102。汽缸104可通过进气道108接收来自进气歧管106的进气，并且可将燃烧后气体排至排气歧管110，并且通过排气道112进一步排至大气。进气道108包括节气门114。在该具体实例中，节气门114的位置可通过控制器120经由信号改变，所述信号提供至与节气门114一起包括的电动马达或执行器，节气门114是通常称为电子节气门控制(ETC)的构造。用这种方式，可运行节气门114，以改变提供至多个汽缸104的进气。进气道108可包括质量空气流量传感器122和歧管气压传感器124，用于提供各信号MAF和MAP至控制器120。显示排放控制装置116沿着排气道112布置。排放控制装置116可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或它们的组合。在一些实施方式中，在发动机100的运行过程中，排放控制装置116可通过在特定空燃比内运行发动机的至少一个汽缸周期性地重置。显示排气传感器118连接至排放控制装置116上游的排气道112。传感器118可以是用于提供排气空燃比指示的任何传感器，如线 性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。将理解，发动机系统100以简化形式显示，并且可包括其它组件。显示燃料喷射器132直接连接至汽缸104，用于以与接收自控制器120的信号的脉宽成比例地将燃料直接注入其中。用这种方式，燃料喷射器132提供所谓的直接注入燃料至汽缸104。例如，燃料喷射器可安装在燃烧室的一侧或燃烧室的顶部。可通过燃料系统126将燃料输送至燃料喷射器132。在一些实施方式中，汽缸104可选地或另外地可包括燃料喷射器，其布置在进气歧管106内，在提供所谓的进气道喷射燃料至汽缸104上游的进气道的构造中。燃料系统126包括连接至燃料泵系统130的燃料箱128。燃料泵系统130可包括一个或多个泵，用于增压输送至发动机100的喷射器132如燃料喷射器132的燃料。尽管仅显示了单个喷射器132，但对于每个汽缸提供了其它喷射器。将理解，燃料系统126可以是非回流式燃料系统、回流式燃料系统或各种其它类型的燃料系统。燃料系统126中产生的蒸气可通过蒸气回收管路136引导至燃料蒸气滤罐134的入口。燃料蒸气滤罐可装填适当的吸附剂，以在燃料箱补充操作和“运行损失”(即，在车辆运行期间燃料蒸发)期间暂时捕集燃料蒸气(包括蒸发的烃)。在一个实例中，使用的吸附剂是活性炭。燃料蒸气滤罐134可通过多个空气入口阀140流体连通至通风管路138。多个空气入口阀140可独立地运行，以将燃料蒸气滤罐134的不同区域与通风管路138流体连通。在一些条件下，如当储存或捕集燃料系统126的燃料蒸气时，通风管路138可将离开燃料蒸气滤罐134的气体送至大气。此外，当经由抽取管路142将储存的燃料蒸气通过燃料蒸气滤罐的一个或多个抽取出口抽取至进气歧管106时，通风管路138还可使新鲜空气引入燃料蒸气滤罐134内。抽取阀144可置于抽取管路内，并且可通过控制器120控制，以调节从燃料蒸气滤罐至进气歧管106的流动。排气阀146可置于通风管路内，并且可通过控制器120控制，以调节燃料蒸气滤罐134和大气之间空气和蒸气的流动。在图1中控制器120被显示为微型计算机，其包括微处理器单元148、输入/输出端、用于可执行程序和校准值的计算机可读存储介质150 (例如，只读存储器芯片、随机存取存储器、保活存储器等)以及数据总线。存储介质只读存储器150可用表示由处理器148可执行的指令的计算机可读数据编程，用于执行以下所述方法以及预期的但未特别列出的其它变量。控制器120可接收来自发动机系统100的多个传感器152的信息，其对应于如进气质量空气流量、发动机冷却液温度、室温、发动机转速、节气门位置、歧管绝对压力信号、空燃比、进气的燃料组分、燃料箱压力、燃料滤罐压力等的测量。注意，传感器的各种组合可用于产生这些和其它测量。而且，控制器120可基于来自多个传感器152的信号控制发动机100的多个执行器154。执行器154的实例可包括空气入口阀140、抽取阀144、排气阀146、节气门114、燃料喷射器132等。在一个实例中，控制器120包括具有指令的计算机可读介质150，当处理器148执行所述指令时：响应于燃料箱填充事件，从燃料蒸气滤罐134的多个区域中的每一个顺序地抽取燃料蒸气。具体而言，区域抽取可包括打开与那个区域相连的空气入口阀，并保持与每一个其它区域相连的空气入口阀关闭，以将来自那个区域的燃料蒸气引导至燃料蒸气滤罐134的抽取出口。换句话说，在区域的抽取过程中，可每次打开一个空气入口阀。通过每次打开一个空气入口阀，相对于所有空气入口阀打开时，可增加通过与打开的空气入口阀最近的燃料蒸气滤罐的区域的气流。增加的气流可更快地和更彻底地从那个区域抽取燃料蒸气。这可能在低真空进气发动机系统和具有缩短运行时间的发动机如HEV中尤其有益。在一个实例中，抽取燃料蒸气滤罐的每个区域，直至从汽缸排出的燃烧后气体的燃料组分小于设定值。在达到区域的设定值后，相应的空气入口阀可被关闭，并且顺序中的下个区域的空气入口阀可被打开，同时保持其它空气入口阀关闭，以抽取那个区域，以此类推，直至燃料蒸气滤罐的所有区域被抽取。在一些实施方式中，当抽取燃料蒸气滤罐的多个区域时，可重复该顺序。在一些实施方式中，可响应于下个燃料填充情况，重复该顺序。在一些实施方式中，可基于环境条件的改变，如超过设定值的温度改变，重复该顺序。将理解，在不脱离本公开范围的情况下，可根据任何合适的顺序抽取燃料蒸气滤罐 的区域。在一个实例中，控制器包括处理器和具有指令的计算机可读介质，当处理器执行所述指令时：在滤罐的抽取过程中，相对于滤罐内的每一个其它区域增加指定区域内的真空，以将指定区域中的燃料蒸气引导至至少一个抽取出口。可通过打开与指定区域相连的空气入口阀并且关闭与每一个其它区域相连的空气入口阀，在指定区域内增加真空。控制器可响应于燃料箱填充事件增加指定区域中的真空。可在指定区域内增加真空，直至从汽缸排出的燃烧后气体的燃料组分小于设定值。在指定区域被抽取至设定值后，控制器可指定用于抽取的另一区域，并且相对于其它区域增加那个区域内的真空，以抽取那个区域，以此类推，直至所有区域被抽取。图3示意性地显示根据本公开实施方式的燃料蒸气滤罐300的实例。在一个实例中，滤罐300可在图2显示的发动机系统100内实施。滤罐300包括与燃料箱(例如，图2显示的燃料箱128)流体连通的滤罐入口。滤罐入口302允许从燃料箱中逸出的燃料蒸气进入滤罐300，以储存。在一个实例中，滤罐300装填活性炭以储存燃料蒸气。在一些实施方式中，滤罐可包括不止一个滤罐入口。滤罐300包括与进气歧管(例如，图2显示的进气歧管106)流体连通的第一抽取出口304和第二抽取出口306。第一和第二抽取出口304和306允许在抽取过程中燃料蒸气行进至滤罐300的进气歧管，以使燃料蒸气可通过燃烧被消耗，而不排至大气。滤罐300包括可储存燃料蒸气的多个区域308(例如，1、2、3、4)。可根据以下进一步详细讨论的燃料抽取方法，每次一个顺序地抽取多个区域308。在图解的实施方式中，第一抽取出口和第二抽取出口位于滤罐的相对侧上。具体地，第一抽取出口304位于第一侧330上，并且第二抽取出口位于与第一侧330相对的第二侧332上。抽取出口可置于相对侧上，以便以基本上相同或类似的方式促进从滤罐不同区域抽取燃料蒸气。换句话说，没有区域离抽取出口比滤罐中任何其它区域更远地布置。因此，抽取每个区域花费的时间量可以是类似的或基本上相同的。将理解，在不脱离本公开范围的情况下，滤罐可包括任何合适数量的可位于滤罐上任何合适位置的抽取出口。滤罐300包括与多个区域308相连的多个空气入口阀。在图解的实施方式中，滤罐包括四个区域和对应于四个区域的四个空气入口阀。具体地，第一空气入口阀312控制通过第一空气入口310到第一区域的气流；第二空气入口阀316控制通过第二空气入口314到第二区域的气流；第三空气入口阀320控制通过第三空气入口318到第三区域的气流；并且第四空气入口阀324控制通过第四空气入口322到第四区域的气流。可布置每个空气入口，以使在区域的抽取过程中，气体从该空气入口流动通过该区域到达最近的抽取出口。在图解的实施方式中，两对空气入口阀位于滤罐的相对侧上。具体地，第一空气入口阀312和第四空气入口阀314置于侧面326上，并且第二空气入口阀316和第三空气入口阀320置于与侧面326相对的侧面328上。而且，第一和第二抽取出口304和306置于与多个入口阀不同的滤罐侧面上。这样，流动通过空气入口阀的空气流动通过滤罐的相应区域，到达抽取出口。在一个实例中，如果来自空气入口阀的空气行进通过区域，到达抽取出口，则该区域对应于该空气入口阀。在一些实施方式中，滤罐300可包括可部分地分隔滤罐的区域的分隔壁334。分隔壁334可通过至少部分地阻挡到达滤罐的其它区域的通道，帮助在抽取过程中引导气流通过特定区域。将理解，在不脱离本公开范围的情况下，滤罐可包括任何适合数量的可位于滤罐上任何适合位置的空气入口阀。多个空气入口阀中的每一个可通过控制器336控制。在一个实例中，控制器336是图2中显示的控制器120。多个空气入口阀中的每一个可通过控制器336单独地运行，以将来自相连区域的燃料蒸发抽取至抽取出口。换句话说，控制器336可配置来打开一个空气入口阀并且关闭其它空气入口阀，以便抽取滤罐的特定区域。图4-7显示了顺序地被抽取的燃料蒸气滤罐300的不同区域的实例。在这些实例中，滤罐的区域被抽取的顺序是1-4。但是将理解，在不脱离本公开范围的情况下，可实施任何适合的抽取顺序。图4显示了正被抽取的第一区域。具体地，第一空气入口阀被打开，并且其它空气入口阀被关闭，以使空气从第一空气入口阀行进通过第一区域，到达第二抽取出口。抽取第一区域后，例如，使燃料组分小 于设定值，可抽取顺序中的下一个区域。图5显示了正被抽取的第二区域。具体地，第二空气入口阀被打开，并且其它空气入口阀被关闭，以使空气从第二空气入口行进通过第二区域，到达第二抽取出口。抽取第二区域后，例如，使燃料组分小于设定值，可抽取顺序中的下一个区域。图6显示了正被抽取的第三区域。具体地，第三空气入口阀被打开，并且其它空气入口阀被关闭，以使空气从第三空气入口行进通过第三区域，到达第一抽取出口。抽取第三区域后，例如，使燃料组分小于设定值，可抽取顺序中的下一个区域。图7显示了正被抽取的第四区域。具体地，第四空气入口阀被打开，并且其它空气入口阀被关闭，以使空气从第四空气入口行进通过第四区域，到达第一抽取出口。抽取第四区域后，例如，使燃料组分小于设定值，抽取可结束或可重复该顺序。图8显示了用于控制根据本公开实施方式的燃料系统的方法800的实例。例如，方法800可通过图2中显示的控制器120或图3中显示的控制器336执行。在802，方法800包括确定运行条件。确定运行条件可包括接收来自传感器的信号，其指示各种运行条件，如空燃比、燃料组分、发动机操作、燃料箱压力、燃料箱填充事件等。在804，方法800包括确定燃料箱填充事件是否已经发生。如果燃料填充情况已经发生，则方法800移至806。否则，方法800返回至804。在806，方法800包括确定发动机是否正在运行。如果发动机正在运行，则方法800移至808。否则，方法800返回至806。在808，方法800包括顺序地抽取燃料蒸气滤罐的多个区域。可响应于燃料填充情况抽取滤罐，因为当燃料箱填充液体燃料时，留在燃料箱内的燃料蒸气可被推入燃料蒸气滤罐内，填充燃料蒸气滤罐。而且，当发动机正在运行时，可抽取滤罐，以使燃料蒸气可用于燃烧，而不是排至大气。更具体地，在810，方法800包括指定用于抽取的滤罐的区域。在812，法800包括打开与指定区域相连的空气入口阀。在814，方法800包括关闭滤罐的其它空气入口阀。注意，关闭可 包括保持阀处于关闭状态，使得每次打开一个空气入口阀。通过打开与指定区域相连的空气入口阀，并且关闭其它空气入口阀，可相对于滤罐的其它区域增加指定区域内的真空。可在指定区域内增加真空，以将气流从打开的空气入口阀引导通过指定区域，到达最近的抽取出口，以从指定区域中抽取燃料蒸气。在816，方法800包括确定从汽缸排出的燃烧后气体的燃料组分是否小于设定值。如果燃料组分小于设定值，则方法移至818。否则，方法返回至816。在818，方法800包括确定滤罐的所有区域是否已经被抽取。如果滤罐的所有区域已经被抽取，则方法返回至其它操作。否则，方法移至820。在820，方法800包括指定待抽取的顺序中的下一个区域。下一个区域被指定后，对于那个区域重复步骤812-814，以此类推，直至滤罐的所有区域被抽取。通过每次一个顺序地抽取燃料蒸气滤罐的每个区域，可增加通过那个区域的气流，以相对于整个滤罐同时被抽取的方法更快速并且更彻底地抽取那个区域。这种方法可适用于低真空进气发动机应用。而且，这种方法可适用于混合动力电动汽车(HEV)应用和具有有限发动机运行时间的其它应用。注意，此处包括的实例控制途径可与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文所述的具体途径可表示任何数量的处理策略如事件驱动、中断驱动、多任务处理、多线程处理等中一个或多个。因此，图解的各种动作、操作或功能可以图解顺序平行地执行，或在一些情况中省略。同样地，不必要求处理的顺序获得本文所述实例实施方式的特征和优势，而是为了图解和说明提供。图解的动作或功能中的一个或多个可取决于使用的具体策略重复执行。此外，所述的动作可图表地表示编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质内的代码。将理解，本文公开的构造和途径本质上是示例性的，并且这些具体的实施方式不应以限制含义考虑，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。此外，各种系统构造中的一个或多个可结合所述诊断程序中的一 个或多个使用。本公开的主题包括各种系统和构造的所有新型和非显而易见的结合和子结合以及本文公开的其它特征、功能和/或性能。