专利名称：用于发动机燃料和空气控制的蒸发炭罐净化预测的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及和蒸气存储炭罐联系的系统和方法。更详细地，本发明关系到估算从净化蒸发(evap)炭罐吸入发动机的烃蒸气和空气并将此估算用于发动机空气和燃料控制。
背景技术：
汽车工业积极寻求改进的排放减少，包括由于汽油蒸发作用的排放减少。汽油包括从较高挥发性丁烷(C4)到较低挥发性的C8及C10烃的烃混合物。在填充燃料箱过程中由于例如环境温度或者蒸气置换的状况，当箱中的蒸气压力增加的时候，燃料蒸气通过燃料箱中的通道流出。为了防止燃料蒸气流失到大气中，将燃料箱排放到包含吸附剂材料如活性炭颗粒称作“蒸发炭罐”的炭罐中。
由于燃料蒸气进入炭罐的入口，燃料蒸气混合入炭粒中并被临时吸收。选择炭罐的大小和吸附材料量来适应期望燃料蒸气的产生。在Reddy的U.S.专利号6,279,548中描述了一种可仿效的蒸发控制系统，它作为引用结合于本文中。在发动机启动后，控制系统利用发动机进风口真空通过吸附剂吸收空气来释放燃料。发动机控制系统可以使用发动机控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)、或者其他这种控制器来优化燃料效率和最小化受管制排放。将释放的燃料蒸气作为第二空气/燃料混合物导入发动机的空气感应系统来消耗释放的燃料蒸气。为了优化燃料效率，希望将第二空气/燃料源考虑进来。然而目前，没有计量炭罐净化燃料和空气，因此在调整给发动机的燃料和空气中ECM没有数据使用。在炭罐净化过程中将废气的氧传感器反馈控制用于调整燃料控制。反馈控制，由于它在行为之后，在废气排放控制中不是非常有效。然而，严格的废气排放规则要求对发动机中空气/燃料比日益仔细的控制。另一方面，更加严格的蒸发排放规则要求增加的净化空气率，意味着甚至更多来计量的空气进入发动机。
此外，炭罐中吸附的燃料蒸气量在释放过程中变动。从炭罐中吸入的燃料蒸气的比率将降低，因为越来越多的被消除直到最后从炭罐释放出所有燃料。将希望在优化燃料效率和最小化排放使发动机或者动力系统控制模块(“控制器”)能够考虑从存储罐吸入的燃料蒸气量并且当吸附的燃料耗尽时能够为来自存储炭罐的燃料蒸气的减少而调整。
给控制器提供从存储罐吸入的燃料蒸气和净化空气的信息的一个方法将是利用净化烃传感器直接测量从存储炭罐吸入的烃和空气量，以便发动机控制器可以减少从燃料箱注入到发动机中和来自相应的发动机的空气进风口的燃料。该途径将导致在废气排放控制中非常有效的前馈控制，但是将要求给发动机添加昂贵的净化传感器。
从而具有预测通过炭罐吸入到发动机的空气中的烃量的方法是有用的，用于更好的前馈燃料控制而不用给发动机添加昂贵的设备。
发明内容
本发明提供一种在净化蒸发的蒸气存储炭罐的过程中用于控制发动机空气和燃料率的方法和装置。该装置包括使用计算以估算来自蒸发的蒸气存储炭罐的净化蒸气中烃和空气量来减少进入到发动机的计量的燃料和空气量的已编程控制器。
炭罐包含能够从存储挥发性燃料的燃料箱吸附燃料蒸气的吸附性材料。炭罐包括连接到燃料的蒸气入口、连接到发动机的空气感应系统的净化出口以及从存储在炭罐中每日的和补给燃料事件在燃料箱中产生的燃料蒸气。在净化过程中，空气感应系统通过炭罐吸入空气。当通过炭罐吸入时，释放的燃料蒸气(在此也作为烃蒸气提及)进入空气。在收回的烃蒸气/空气混合物中的烃蒸气将通过净化操作降低。净化的蒸气中的释放的烃蒸气的初始浓度，如果不已知，可以从例如自上次净化之后的燃料等级变化、自补给燃料之后的时间间隔(即，自增加燃料等级之后)、环境温度、燃料的周期性RVP以及蒸发的蒸气存储炭罐中的吸附剂的吸附能力和数量的有关因素来估算。
控制器利用净化中的烃蒸气的初始浓度的估算或者确定以及预测来自蒸发的蒸气存储炭罐的净化中烃量随时间降低的方程式来计算来自蒸发的蒸气存储炭罐的净化蒸气烃和空气量。此方程式优选基于Langmuir吸附等温线方程式。
本发明还提供用于净化具有吸附燃料(或者烃)蒸气外加具有控制提供给发动机的燃料量的系统例如电子发动机控制模块的发动机的蒸气存储炭罐的方法。在此方法中，利用净化中的烃蒸气的初始浓度的估算或者确定以及预测来自蒸发的蒸气存储炭罐的净化中烃量随时间降低的方程式来估算净化中的燃料蒸气和空气量。此方程式优选基于Langmuir吸附等温线方程式。净化空气中的烃蒸气的初始浓度可以基于已知因素例如发动机温度、自补给燃料之后的时间、燃料的周期性RVP和在蒸发的蒸气存储炭罐中的吸附剂的吸附能力和数量来测量或估算。ECM或PCM利用在净化过程中从炭罐流出的燃料蒸气的计算来改进燃料效率和/或减少废气排放。通过净化流中燃料蒸气和空气的已知量可以减少从燃料箱和/或进风口空气吸入的燃料量。
在更进一步的实施例中，当发动机启动而且炭罐的净化启动时，基于自发动机上次开之后的时间指示器和炭罐有多热(例如，在补给燃料过程中是否被从蒸气吸附散发的热量加热)从多少蒸气可以存储在炭罐中来确定或估算净化蒸气中的烃的初始浓度。接着，利用方程式来确定净化燃气中的烃蒸气的降低。此方程式可以从Langmuir吸附等温线方程式建模。
本发明的更进一步的适用性的区域将从以下提供的详细说明变得明白。应该理解，详细说明和特定的例子，在指示本发明的优选实施例的同时，意图仅仅是为了例证而不是意指限制本发明的范围。
在描述本发明中，“发动机控制模块”、“ECM”、“动力系统控制模块”、“PCM”和“控制器”可交替地使用来指可以调整提供给发动机的燃料和空气量的控制模块。
从详细说明和附图中，本发明将变得完全明白，其中图1是用于车辆的发动机和蒸发控制系统的原理框图；图2A和2B合起来是阐明车辆控制器通过它估算来自蒸发的蒸气存储罐的净化中的燃料蒸气量的步骤的流程图；以及图3是示出测量的和计算的净化烃的体积百分比的图表。
具体实施例方式
下列优选实施例的说明实际上仅仅是示例性的而决不意图限制本发明、它的应用或者使用。
现在参照图1，阐明具有进风口歧管80和废气歧管10的发动机12。车辆可以是包括内燃机的传统的(非混合)车辆或者包括内燃机和电气发动机(未示出)的混合车辆。发动机12优选是由控制器14控制的内燃机。发动机12通常燃烧汽油、酒精和其他挥发性的烃基燃料。控制器14可以是独立的控制器或可以组成发动机控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)或者另外的车辆控制器的一部分。
当发动机12启动时，控制器14从一个或多个发动机传感器、传输控制部件和/或排放控制部件接收信号。从发动机12到控制器14的线16示意性地描绘传感器信号的流程。在发动机运行过程中，汽油21从燃料箱18由燃料泵20通过过滤器28及燃料线33和22传送到燃料轨道(未示出)。燃料注入器将汽油注入到发动机12的汽缸中或者供应汽缸组的端口中。图1示出一个这种燃料注入器26。燃料注入器的定时和运行以及注入的燃料量通过燃料控制器24来处理。燃料控制器24通过控制器14(控制线未示出)来控制。进风口歧管80中的空气控制器82处理进入发动机12的空气量并且也由控制器14通过控制线75控制。
燃料箱18通常由以一种或多种汽油不透水内层提供的吹模、高密度聚乙烯制成。燃料箱包含燃料发送模块32。燃料泵20将汽油21通过过滤器28和燃料线33泵入压力调整器34，其中未使用的燃料被返回到燃料箱。支路线31将未使用的汽油返回到燃料泵入口。
燃料箱18包括通风孔线30，从燃料箱18延伸到燃料蒸气吸附剂炭罐62。当汽油压力增加时燃料蒸气压力增加。蒸气在压力下通过通风孔线30流出到燃料蒸气吸附剂炭罐62。蒸气进入炭罐62并在中心壁两边由适当的吸附剂材料例如活性炭材料捕获(未示出)。燃料蒸气吸附剂炭罐62可由任何合适的材料形成。例如，浇铸的热塑性聚合体例如通常使用尼龙。在炭罐中燃料蒸气被吸附之后，空气通过通气孔线66排出。
在来自炭罐62的吸附的燃料蒸气的净化过程中，通气孔线66提供空气。净化空气和燃料蒸气流通过净化线70排出炭罐。净化线70包含阀72，选择性地将炭罐62从发动机12隔离。当发动机12在运行时净化阀72通过信号导线74由控制器14操作。当发动机12不在运行时，净化阀72被关闭，但是当发动机12在运行于净化吸附蒸气时，在发动机12预热之后被打开。净化流通过净化阀72的脉宽调制(PWM)由ECM14控制。例如，净化流在空闲和/或当净化蒸气具有高浓度烃时的过程中减少。空气载满释放自炭罐62的释放的烃燃料蒸气。载满燃料的空气通过净化线70吸入并进入进风口歧管80。控制器14通过燃料控制器24估算来自净化线70的净化空气中的燃料蒸气量并调整注入到发动机的燃料量和吸收到发动机的空气二者的量，并且空气控制器82利用预测烃浓度中的变化的模型作为控制器要求的净化体积的函数。
控制器使用可以具有三个主要步骤的算法。在第一步中，控制器确定炭罐的状态来估算存储了多少蒸气及炭罐有多热。炭罐可以由补给燃料蒸气吸附热散发而被加热。作为选择，可以完成净化蒸气中的初始烃浓度的实际测量。图2A和2B中阐述的一个实施例中，步骤102-109用于估算净化蒸气中的初始烃浓度，步骤111到113用于确定净化蒸气中实际的初始烃浓度。在第二主要步骤中，当发动机通过炭罐吸入空气时，控制器计算净化蒸气中烃浓度的降低。在图2A和2B中，步骤114到117表示该计算。在第三主要步骤中，利用净化蒸气体积和净化蒸气中烃蒸气的浓度，在发动机空气和燃料计算中控制器使用净化烃蒸气和空气量来确定从燃料箱中采用的燃料量和进风口空气量用于改进的燃料效率和废气排放控制。这是图2B中的算法100的步骤118。(下面更详细的描述图2A和2B的算法100的单个步骤。)用于预测烃浓度中变化的模型作为控制器要求的净化体积的函数可以使用从净化炭罐和/或车辆状况估算的初始烃浓度或者可以使用测量的初始烃浓度。净化蒸气中的初始烃浓度可以基于例如自上次净化之后的燃料等级变化、自补给燃料以后(即，自增加燃料等级之后)的时间间隔、环境温度、燃料的周期性RVP以及蒸发的蒸气存储炭罐中吸附剂的吸附能力和数量的因素来估算。
净化蒸气中的初始烃浓度可以通过监视在发动机稳态运行下带和不带炭罐净化的燃料注入速率来测量。
控制器接着使用初始烃浓度(预测的或者测量的)和模型作为要求的烃蒸气体积的函数来估算净化蒸气中的烃浓度。在一个实施例中，可以通过对净化蒸气中烃浓度的实验测量的值拟合曲线完成适当的模型作为用于特定车辆、净化炭罐、吸附剂和净化状况的要求的净化蒸气体积的函数。在另一实施例中，模型可以是从持续净化的初始烃浓度预测净化蒸气中烃浓度的指数地降低的形式。在该实施例中，净化蒸气中的烃浓度，CHC可以从方程式估算CHC＝CHC0EXP(-(αCHC0+β)V)，其中V是要求的净化体积的立方尺；CHC0是净化中烃蒸气的初始浓度；CHC是要求的净化体积V立方尺后的净化中的烃蒸气浓度；以及α和β是常数，它们的值依赖于车辆的特定发动机和制造。常数是给定值，调整预测曲线来将实验确定的数据拟合到期望范围。完美的拟合对于商业有用的方程式不是必需的。
在优选实施例中，将材料平衡和等温线方程式的组合作为要求的净化体积的函数用来计算净化烃浓度。要求的净化体积从净化阀脉宽调制或者净化阀打开的时间长度来计算。用于预测炭罐净化空气和烃流的基于等温线的模型使用从蒸发炭罐净化的烃量等于当净化启动时蒸发炭罐中吸附的初始的烃量减去净化结束后蒸发炭罐中吸附的最终烃量的公式。发送到发动机的净化蒸气的总量定义为ΔV。包含在蒸发炭罐中的碳的体积是(1-ε)Vc，其中ε是吸附剂(例如活性炭)的多孔性而Vc是蒸发炭罐容积。在等温线模型中使用这些公式，(1-ε)Vc(Q)-(1-ε)Vc(Q1)＝(ΔVP)÷(RT)和Q1＝QmBbP÷(1+QmBbP)其中(1-ε)Vc是蒸发炭罐中碳的体积，Q是每单位体积碳初始吸附的烃量，ΔV是净化蒸气的体积，Q1是在ΔV体积净化蒸气后的单位体积碳最终吸附的烃量，R是气体法定常数，P是净化蒸气中烃蒸气的部分压力，
T是空气的开氏温度，以及Qm和Bb是等温线常数，其中Qm＝A+B/T和Bb＝EXP(C+D/T)，A、B、C和D是蒸发炭罐中吸附剂(例如碳)的特征常数。例如，当吸附剂是15BWC碳而烃是丁烷时，A、B、C和D分别是0.00368，0.365200，-8.6194和3102。
此方程式可以重新整理成二次方程式来求解PKBbP2+(K-QBb+QmBb)P-Q＝0，其中K＝(ΔV)÷((1-ε)VcRT)。
对P求解二次方程式P=-b+b2-4ac2a]]>其中a＝KBb，b＝K-QBb+QmBb，而c＝-Q。
需要修正因数来解决吸附剂的不完整利用(例如碳床)和部分填充。在多数情形下，即使在填充满燃料箱的过程中，蒸发炭罐中仅仅一部分吸附剂是烃饱和的。吸附剂床的一些部分可以是部分饱和的而其他部分可以保持清洁以防止突发的损失。通常，只有大约2.1L炭罐吸附剂床的50％可以在完全补给燃料之后是蒸气饱和的。用于吸附剂利用的修正可以对于特定车辆和设备实验确定。在一个例子中，对碳利用的修正因数kc和对于部分填充的修正因数kf包括在方程式中K＝ΔV/(kckf(1-ε)VcRT)。
利用模型的控制器算法也可以考虑通常在一般车辆运行过程中净化烃的浓度不超过大约5％。此外，在夏天温度下(温度高于50)对于炭罐净化以下一个或两个蒸发炭罐的每日烃蒸气的装载，可以将初始净化烃浓度估算为大约10％并当净化持续时慢慢降低。在冬天温度下(低于50)的蒸发炭罐的每日烃蒸气装载是可以忽略的。最后，紧接补给燃料之后，可以将净化蒸气中初始烃蒸气估算为大约35％，当净化持续时它指数地降低。车辆补给燃料导致在夏天和冬天二者的环境温度下几乎饱和的、变热的炭罐。
此算法也可以考虑对于蒸发炭罐的丁烷装载和热燃料处理的两个异常状况。首先，如果补给燃料没有发生(没有检测到燃料等级变化)但是车辆氧传感器在环境温度低于大约90下检测到高净化烃浓度，那么算法可以设定装载丁烷的炭罐在净化蒸气中的烃浓度的估算随着持续的净化衰减。其次，如果补给燃料没有发生(没有检测到燃料等级变化)但是车辆氧传感器在大约90或者更高的环境温度下检测到高净化烃浓度，那么算法可以设定热燃料处理情形(高燃料蒸气压力)，其中净化蒸气中有少量或者没有空气。
现在返回到图形，图2A和2B合起来时阐明此方法的优选实施例的流程图，通过它车辆控制器14利用预测模型的优选实施例来估算来自蒸发的蒸气存储罐62的净化中的燃料蒸气量。算法100以车辆的发动机启动开始于步骤101。在步骤102，控制器(例如ECM或PCM)在发动机上次运行的时间的最后(即，在浸泡(soak time)的开始或者上次行程的最后)读取发动机浸泡时间t(即，自发动机上次运行之后经过了多久)、燃料等级F1和环境温度TF1，以及在当前发动机启动的燃料等级F2和环境温度TF2。在步骤103控制器作决定发动机启动是否是冷启动——例如，t是否超过大约五小时。如果发动机启动不是冷启动，算法进入到步骤105将此停止视为补给燃料停止。如果发动机启动是冷启动，算法进入步骤104并对每日净化状况测试。
在步骤104，算法将燃料等级F1与燃料等级F2比较。如果燃料等级没有变化，算法设定每日净化状况。在每日净化情形下，如果TF1和TF2不超过大约50，净化蒸气中的初始烃浓度(CHC0)被设置为零；否则，算法设定近似10％体积的烃蒸气和90％体积的空气的初始净化蒸气，并且初始烃浓度(CHC0)被设置为10％体积的净化中的烃蒸气。如果F2比F1高，算法设定补给燃料蒸气净化，其中初始净化蒸气将具有近似10％体积的烃蒸气和90％体积的空气，并且初始烃浓度(CHC0)被设置为10％体积的净化中的烃蒸气。算法接着进入到步骤109以开始闭环燃料控制。
如果算法在步骤103确定净化在补给燃料之后开始，接着在步骤105算法询问F2是否高于F1(燃料等级增加了)并且停止时间t是否低于大约10分钟。如果这些条件都符合，那么算法移到步骤106，设定净化蒸气中35％烃蒸气，并将CHC0设置到35，并进入步骤108。如果，另一方面，补给燃料后接着t小时的浸泡时间，此间炭罐冷却，CHC0将小于35，而在步骤107估算CHC0来随时间指数地跌落。CHC0可以利用此方程式估算CHC0＝10+25EXP(-0.9t)算法接着进入步骤108。在步骤108，算法利用F1和F2计算部分填充因数kf，接着继续移到步骤109以开始闭环燃料控制。
在闭环燃料控制中，ECM或者PCM将氧传感器反馈用于燃料控制。炭罐净化被使能，或者一旦发动机进入闭环，净化启动。现在进入步骤109，算法进入闭环燃料控制部分。在步骤110，算法确定强行地测量净化中初始燃料蒸气浓度(CHC0)是否是可能的。如果发动机在稳态运行(例如如果发动机空闲或者徘徊于固定速度)，强行地测量是可能的。如果可以强行测量CHC0，算法进入步骤111；如果不行，算法进入步骤114。
在步骤111，控制器关闭炭罐净化，接着存储或者箱燃料消耗速率或者注入器脉宽(INJPW1)的值。在步骤112开启炭罐净化，并且控制器算法当炭罐开启时存储箱燃料消耗速率或者注入器脉宽(INJPW2)的第二个值。最后，在步骤113，初始净化烃浓度CHC0利用在步骤112和113确定的箱燃料消耗速率或者注入器脉宽的值来确定。算法接着进入步骤114。
在步骤114，算法在空气温度T下计算等温线常数Qm和Bb常数，其中T是开氏空气温度。算法也通过将净化蒸气中的烃蒸气的初始浓度分数乘以大气压力(它可以作为1个大气采用)计算烃蒸气部分压力P。最后，利用方程式Q＝QmBbP÷(1+QmBbP)将Qm，Bb和P用来计算Q。算法接着继续步骤115。在步骤115，算法从净化阀PWM(脉宽调制)计算要求的净化体积ΔV。
在步骤116，算法利用上述基于等温线的模型计算净化蒸气成分。K利用方程式K＝(ΔV)÷((1-ε)VcRT)来确定。对P求解二次方程式P=-b+b2-4ac2a]]>其中a＝KBb，b＝K-QBb+QmBb，而c＝-Q，而Q具有在步骤114中确定的值。当P已被计算，接着净化蒸气中的烃CHC浓度分数从它的部分压力P对大气压力Patm的比例来确定CHC＝P/Patm最后，算法在步骤118计算净化烃流ΔVCHC和净化空气流ΔV(1-CHC)用于发动机燃料和空气的计算。
图3是示出用于具有包含15BWC碳的1850cc蒸发炭罐的2004Buick Rendezvous的测量的和计算的净化烃量百分比的图表。烃蒸气利用NGK烃传感器来测量。此车辆使用具有以100％PWM(脉宽调制)的28L/min净化流的Delphi净化阀。在10英里城市驾车之后补给燃料之后采用该数据。补给燃料是在环境温度55下的14加仑燃料。在补给燃料之后在高速路上驾驶此车辆，作为要求的净化的立方尺的函数测量净化的烃浓度。代表基于等温模型预测的曲线显示了与试验确定数据的紧配合。
本发明的说明实际上仅仅是示例性的并且，从而，没有背离本发明本质的变种确定为本发明的范围之内。不将这种变种视为违反本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，包含步骤为包含吸附的烃蒸气的所述炭罐中所述烃蒸气的浓度提供初始值CHCO；将空气吸入到包含吸附的烃蒸气的所述炭罐中并从所述炭罐中抽出一定体积的包含释放的烃蒸气的净化蒸气；计算所述净化蒸气中释放的烃蒸气的浓度；并且利用所述净化蒸气中的净化蒸气体积和烃蒸气的浓度来计算所述的净化烃蒸气和净化空气量并基于所述净化烃蒸气和净化空气量调整从燃料箱获得的燃料量和进风口空气量。
2.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，CHCO通过监视在发动机稳态运行下带和不带炭罐净化的燃料注入速率来测量。
3.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，CHCO从净化炭罐和/或车辆状况来估算。
4.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，所述净化蒸气中的所述释放的烃蒸气的浓度利用拟合到所述净化蒸气中烃浓度的实验测量值的曲线计算，作为特定车辆、净化炭罐、吸附剂和净化状况的要求的净化蒸气量的函数。
5.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，所述净化蒸气中的所述释放的烃蒸气的浓度利用预测随着持续净化所述净化蒸气中烃浓度从初始烃浓度指数地降低的模型来计算。
6.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，所述净化蒸气中的所述烃浓度CHC从方程式计算CHC＝CHCOEXP(-(αCHCO+β)V)，其中V是要求的净化量的立方尺；CHCO是所述净化中烃蒸气的初始浓度；CHC是要求的净化量的V立方尺之后所述净化中所述烃蒸气的浓度；以及α和β是常数，它们的值依赖于特定发动机和车辆的型号。
7.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，所述净化蒸气中所述烃浓度CHC利用将材料平衡和等温线方程式组合的模型来计算。
8.依照权利要求1，一种用于在烃蒸气净化过程中控制从包含吸附的烃蒸气的炭罐中导入到发动机的空气和燃料量的方法，其特征在于，所述净化蒸气中的所述烃浓度分数CHC利用方程式CHC＝P/Patm由它的部分压力和大气压力Patm的比率来确定，其中P=-b+b2-4ac2a]]>其中a＝KBb，b＝K-QBb+QmBb，及c＝-Q，并且K＝ΔV/(kckf(1-ε)VcRT)，其中ΔV是净化蒸气体积，kc是碳利用的修正因数，kf是部分填充的修正因数，(1-ε)Vc是所述蒸发炭罐中所述碳的体积，ε是所述蒸发炭罐中所述吸附剂的多孔性，而Vc是所述蒸发炭罐体积，R是气体法定常数，而T是空气的开氏温度，Q是每单位体积碳的初始的烃吸附量，Q1是净化蒸气量ΔV之后的每单位体积碳的最终的烃吸附量，其中Q1＝QmBbP÷(1+QmBbP)，而Qm和Bb是等温线常数，其中Qm＝A+B/T而Bb＝EXP(C+D/T)，A、B、C和D是所述蒸发炭罐中所述吸附剂的特征常数。
9.一种操作带车辆的方法，所述车辆具有带有空气感应系统的内燃机，连接到所述发动机以给所述发动机供应燃料的燃料箱，包含已编程微处理器以控制传输到所述发动机的燃料和到所述发动机的进风口空气的电子发动机控制模块，以及从所述燃料箱中吸附蒸气的炭罐，包括与所述燃料箱结合的蒸气入口和与所述空气感应系统结合的净化出口，所述方法包括步骤通过所述净化入口从所述燃料箱将燃料蒸气吸附入所述炭罐；通过来自所述电子发动机控制模块的信号打开所述净化阀并通过所述净化出口从所述炭罐释放燃料蒸气，并通过所述炭罐将空气吸入所述空气感应系统；计算所述净化蒸气中所述释放的烃蒸气的浓度；利用所述释放的烃蒸气的浓度和净化蒸气体积来计算所述净化烃蒸气和净化空气量并且利用所述电子发动机控制模块来调整从所述燃料箱传输到所述发动机的燃料和/或所述进风口空气量来响应已计算的净化烃蒸气和净化空气量。
10.一种具有用于确定从包含吸附的烃蒸气的炭罐吸入的净化蒸气中的所述烃蒸气浓度的算法的控制器，所述算法包括提供净化蒸气中初始烃浓度的步骤；确定要求的净化体积和净化蒸气成分的步骤；以及计算净化空气修正和净化烃修正并将所述修正应用在发动机空气和燃料进风口的计算中的步骤。
11.依照权利要求10所述的控制器，其特征在于，利用拟合到所述净化蒸气中烃浓度的实验测量值的曲线来确定所述净化蒸气成分，作为用于特定车辆、净化炭罐、吸附剂和净化状况的要求的净化蒸气体积的函数。
12.依照权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述净化蒸气成分利用随着持续净化预测所述净化蒸气中烃浓度从所述初始烃浓度指数地降低的模型来确定。
13.依照权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述净化蒸气成分利用将材料平衡和等温线方程式组合的模型来确定。
14.一种车辆，其具有带有空气感应系统的内燃机，连接到所述发动机以给所述发动机供应燃料的燃料箱，包含已编程微处理器以控制传输到所述发动机的燃料和空气的电子发动机控制模块，和从所述燃料箱吸附蒸气的炭罐，包括与所述燃料箱结合的蒸气入口、与所述空气感应系统结合的净化出口以及空气入口，其中，编程所述微处理器来从预测所述净化空气中的燃料蒸气浓度从所述净化空气中的初始燃料蒸气浓度的降低的方程式估算从所述炭罐吸入的净化空气中的烃蒸气浓度，并且进一步地，所述电子发动机控制模块调整传输到所述发动机的燃料和空气以响应所述净化空气中已估算的烃蒸气浓度。
15.依照权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述方程式预测随着持续净化所述净化蒸气中烃浓度从所述初始烃浓度的指数的降低。
16.依照权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述方程式将材料平衡和等温线方程式结合。
全文摘要
在用于净化具有通过存储炭罐吸入空气的吸附燃料蒸气的蒸气存储罐的系统和方法中，存储炭罐与带有控制提供给发动机的燃料量的系统的发动机结合，净化中的燃料蒸气量利用预测净化蒸气中的燃料蒸气浓度的模型来估算。为了净化过程中发动机空气和燃料的更好的控制，发动机控制器使用从蒸发的蒸气存储炭罐引入发动机的已估算的燃料蒸气和空气量。
文档编号A62B7/00GK1946446SQ200580012566
公开日2007年4月11日 申请日期2005年3月22日 优先权日2004年4月23日
发明者S·R·雷蒂 申请人:通用汽车公司