专利名称：用于抽取燃料蒸汽的方法
技术领域：
本发明涉及用于改进从燃料蒸汽滤罐抽取燃料蒸汽的方法。当进气歧管压力高于阈值量时，该方法对于抽取燃料蒸汽特别有用。
背景技术：
提高发动机效率的一种方法是降低发动机排量并且给发动机增压。降低发动机排量可以减小发动机泵气功和摩擦，由此提高发动机效率。此外，增压可以增加发动机的输出功率，使得增压较小的发动机可以产生与较大排量的通常吸气的发动机类似的功率。以此方式，在提高发动机效率的同时保持发动机输出功率。然而，减小发动机尺寸并给发动机增压可能还具有缺点。例如，当发动机被涡轮增压器或机械增压器增压时，可能更难以从燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽。具体地，在一些工况期间，进气歧管压力可能过高而不能产生从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的期望的流量。 此外，在这些工况期间，涡轮增压器的废气门可以至少部分地打开以限制增压，使得压缩机速度不超过阈值速度，或者使得发动机排气背压被减小以提高发动机泵取效率。因此，在这些工况期间，通过压缩机的流量相对低。并且，如果在这些工况下进气门关闭以增加从燃料蒸汽储存滤罐到进气系统的蒸汽流，则发动机功率将被减小。因此，发动机的尺寸减小和增压可能使得在一些工况下难以抽取燃料蒸汽。
发明内容
发明人在此已经意识到以上提及的缺点，并且提出了一种用于改进从燃料蒸汽滤罐抽取燃料蒸汽的方法。在一个实施例中，本发明提供了一种用于抽取燃料蒸汽的方法，该方法包括响应于燃料蒸汽的增加量(例如，储存的燃料蒸汽量超过阈值量，或抽取流中的蒸汽浓度超过阈值水平)，减小发动机的节气门打开面积并增加由被联接至发动机的压缩机产生的增压量。通过减小节气门打开面积并增加由压缩机产生的增压量，可以增加经由文氏管产生的真空以改善从燃料蒸汽滤罐到发动机进气系统的燃料蒸汽流，同时保持期望水平的发动机输出。例如，位于压缩机旁通回路中的文氏管可以通过使用压缩空气在文氏管处产生真空来提供真空以从燃料蒸汽滤罐吸取燃料蒸汽到进气系统。随着增压增加，在文氏管处产生的压降也增加，由此增加了燃料蒸汽滤罐与进气系统之间的流动势能。此外，当增压增加时减小节气门打开允许进气歧管压力被保持在基本恒定的压力，使得可以保持期望的发动机输出(例如，使得即使当节气门和增压被调节时也可保持发动机空气充气)。本发明可以提供几个优点。例如，该方法可以改进增压发动机的燃料蒸汽抽取。此外，即使当抽取燃料蒸汽时，该方法也允许发动机输出基本匹配期望的发动机输出。另外， 当燃料蒸汽的储存量超过阈值量时，该方法通过仅提高文氏管效率就可以限制发动机能量消耗。以上优点和其他优点以及本说明的特征将从下文单独或结合附图描述的具体实施方式
中显而易见。应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式
中进一步描述的概念选择。它不意味着指定要求保护的主题的关键的或重要的特征，要求保护的主题的范围仅通过随附的权利要求唯一确定。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提到的缺点的实施方式。
通过单独或结合附图阅读实施例的示例(在此被称为具体实施方式
)，将更充分地理解本文描述的优点。图1是发动机的示意图；图2示出与抽取增压发动机相关的模拟信号；图3示出与抽取增压发动机相关的额外的模拟信号；图4是用于抽取增压发动机的方法的示例性流程图；以及图5是在从增压发动机的燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽期间用于调节致动器的方法的示例性流程图。
具体实施例方式本说明涉及从增压发动机抽取燃料蒸汽。在一个非限制性示例中，发动机可以如图1所示配置有用于增加供应到发动机的空气量的涡轮增压器。在一个示例中，涡轮增压发动机系统按照提供图2-图3的信号的图4-图5的方法运行。参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中的一个汽缸在图1中被示出，内燃发动机10由发动机电子控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被设置在其中并被连接至曲轴40。燃烧室30被示为经由各进气门52和排气门M与进气歧管 46和排气歧管48相通。每个进气门和排气门均由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替换地，一个或更多个进气门和排气门可以由电磁控制的阀线圈和衔铁组件操作。进气凸轮 51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。燃料喷射器66被示为被设置成直接喷射燃料到汽缸30中，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气道，这被本领域中的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地传输液体燃料。 燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)的燃料系统(未示出)被传输到燃料喷射器66。燃料喷射器66被供应来自响应控制器12的驱动器68的工作电流。另外，进气歧管46被示为与可选的电子节气门62相通，电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自进气增压室44的空气流。压缩机162从进气口 42吸取空气以供应进气增压室44。 排气使被联接至压缩机162的涡轮164旋转。在一个示例中，可使用低压直喷系统，其中燃料压力可以被升至接近20-30巴。可替换地，高压双级燃料系统可被用来产生更高的燃料压力。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。 通用排气氧(UEGO)传感器1 被示为联接至涡轮增压器压缩机164和催化转化器70的上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型
催化器。燃料蒸汽滤罐150包括活性碳或其他已知的介质以暂时储存燃料蒸汽。燃料蒸汽可以产生于燃料系统中的燃料箱(未示出)、进气歧管或其他点。滤罐真空控制阀152控制从燃料蒸汽滤罐150至进气歧管46的燃料蒸汽的流动。新鲜空气经由通风管155被吸取到燃料蒸汽滤罐150中。在一些示例中，阀可以沿通风管155设置以控制进入燃料蒸汽滤罐150的新鲜空气流。燃料蒸汽滤罐150还可以经由文氏管156抽取燃料蒸汽到进气口 42。当压缩机162在增压室44中产生正压时，阀157可以被部分地或完全地打开或调整以允许空气从增压室44流动通过文氏管156并进入进气口 42。当空气从压缩机162流动通过文氏管156时，压力下降发生在文氏管156中，这产生了低压区域。当滤罐文氏管控制阀 154至少部分地打开时，文氏管156处的低压导致从燃料蒸汽滤罐150到文氏管156的流。 文氏管156处的压降与文氏管的设计和通过文氏管的空气流的速度相关。在一个示例中， 当期望从燃料蒸汽滤罐150到进气口 42的流时，阀IM和157被设置为打开状态。在其他示例中，滤罐真空控制阀152可以被打开使得存在从滤罐150到进气歧管46和进气口 42 的流，同时存在或不存在从燃料蒸汽滤罐150到文氏管156的流。例如，当进气歧管压力略低于大气压时，可以产生到进气歧管46的少量流。同时，文氏管156可以从燃料蒸汽滤罐 150吸取流。控制器12在图1中被示为常规的微型计算机，其包括微处理器单元(CPU) 102、 输入/输出(I/O)端口 104、只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器 (KAM) 110和常规的数据总线。控制器12被示为接受来自被联接至发动机10的各种信号， 除了之前讨论的那些信号之外，还包括来自被联接至冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；被联接至加速器踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器 134 ；来自被联接至进气歧管46的压力传感器122的发动机歧管绝对压力(MAP)的测量值； 来自压力传感器123的增压的测量值；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值； 以及来自传感器(未示出)的节气门位置的测量值。大气压力还可以被感测(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118每个曲轴回转产生预定数量的等间隔的脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中，发动机可以被联接至混合动力车辆的电动马达/电池系统。混合动力车辆具有并列的构造、串联的构造或其变体或组合。此外，在一些实施例中，可以采用其他发动机构造，例如柴油发动机。在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历一个四冲程的循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常排气门M关闭并且进气门 52打开。空气经由进气歧管46被引入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸底部以增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并且处于其冲程的末期(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门M关闭。活塞36向汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其行程末期并且最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于最小容积时)的位置通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在此后被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在此后
6被称为点火的过程中，喷射的燃料通过已知的点火装置例如火花塞92点火，引起燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞36回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门M打开以释放燃烧的空气燃料混合物至排气歧管48， 并且活塞回到TDC。注意，以上仅被示为示例，并且进气门和排气门的打开正时和/或关闭正时可以改变，例如以提供正的或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其他示例。因此，图1的系统提供了用于抽取燃料蒸汽的系统，其包括具有压缩机和节气门的发动机，节气门位于压缩机下游的进气系统中；位于进气系统中和压缩机旁通回路中的文氏管；以及控制器，该控制器包括用于响应于储存的燃料蒸汽量超过阈值量而减小节气门打开面积并增加增压的指令。在该系统中，控制器还包括用于响应于储存的燃料蒸汽量小于阈值量而增加节气门打开面积并减小增压的指令。在该系统中，控制器还包括用于在从第一增压过渡到第二增压期间调节供应到发动机的火花的指令。该系统还包括燃料蒸汽滤罐、从燃料蒸汽滤罐到文氏管的第一导管和从燃料蒸汽滤罐到节气门下游某位置的进气系统的第二导管。在一个示例中，在该系统中，控制器还包括用于将增压调节到文氏管的效率大于预定效率处的压力的指令。该系统还包括沿第一导管设置的阀，该阀调整从燃料蒸汽滤罐到进气系统的流。在该系统中，控制器还包括用于调节阀的位置的指令，以从燃料蒸汽滤罐提供期望流速到进气系统。图2示出用于抽取增压发动机的相关模拟信号。图2-图3的模拟信号表示图1 所示的系统和图4-图5所描述的方法。图3表示与图2的信号同时的其他相关信号。图2示出五个不同信号的图，每幅图都与表示时间的X轴相关。沿X轴，时间从右向左增加。垂直标记T0-T7被用来示出与按时间顺序的其他事件有关的不同信号的相关痕迹(artifact)或点。从图2的顶部起第一幅图表示储存在燃料蒸汽滤罐(例如，图1的燃料蒸汽滤罐150)中的燃料蒸汽量。储存的燃料蒸汽量沿Y轴箭头的方向增加。水平标记 202表示期望燃料蒸汽抽取的燃料蒸汽水平。在一些示例中，抽取燃料蒸汽的水平可以随工况而变化。水平标记204表示在抽取事件开始之后燃料蒸汽抽取被停止的燃料蒸汽水平。 储存的燃料蒸汽量可以通过传感器或通过估计储存的燃料蒸汽的模型确定。从图2的顶部起第二幅图表示节气门的位置。节气门打开程度沿Y轴箭头的方向增加。从图2的顶部起第三幅图表示进气歧管中压缩机(例如，图1的压缩机16 下游的增压。增压沿Y轴箭头的方向增加。从图2的顶部起第四幅图表示在相关时间期间的发动机扭矩。发动机扭矩沿 Y轴箭头的方向增加。从图2的顶部起第五幅图表示在相关时间期间的MAP。发动机MAP 沿Y轴箭头的方向增加。在图3中，图2中的被储存的燃料蒸汽图在图3的顶部再现，以便可以为观察者改进图3的信号与图2的信号的相关性。从图3的顶部起第二幅图表示在事件顺序中EGR阀的位置。被储存的燃料蒸汽的EGR阀开启量沿Y轴箭头的方向增加。从图3的顶部起第3 幅图表示在事件顺序中来自燃料蒸汽滤罐(例如，图1的燃料蒸汽滤罐150)的流。燃料滤罐流沿Y轴箭头的方向增加。曲线302表示从燃料蒸汽滤罐到文氏管(例如，图1的文氏管156)的流，而曲线306表示从燃料蒸汽滤罐到进气歧管(例如，图1的46)的流。从图 3的顶部起第四幅图表示在事件顺序中滤罐阀位置命令。燃料滤罐阀位置打开命令沿Y轴箭头方向增加。曲线304表示滤罐文氏管控制阀(例如，图1的阀15 的命令，其控制从燃料蒸汽滤罐到文氏管的流，而曲线308表示滤罐真空控制阀(例如，图1的152)的命令，其用于控制从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的流。从图3顶部起第5幅图表示在事件顺序中的火花。火花提前量沿Y轴箭头的方向增加。图2和图3的事件顺序开始于时刻Ttl并在T7之后结束。在时刻Ttl与T1之间，储存的燃料蒸汽量开始较低但缓慢增加。此外，从Ttl至T5,发动机扭矩基本被保持为恒定以更清楚地示出在燃料蒸汽抽取期间采取的措施。从Ttl至T5节气门位置基本被保持为恒定， 使得发动机扭矩基本恒定。由被联接至发动机的压缩机(例如，图1的压缩机16 提供的增压从Ttl至T5也基本恒定。发动机MAP也基本恒定，因为其与增压和节气门位置相关。在图3中，EGR阀的位置在Ttl至T1之间也基本恒定从而以期望稀释水平运行发动机。燃料蒸汽滤罐流在Ttl至T1之间基本为零，而储存在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽的水平低于水平202，水平202表示期望燃料蒸汽抽取的水平。在Ttl至T1的时间期间，滤罐阀打开命令也基本为零，使得在燃料蒸汽滤罐与发动机之间基本没有流存在。并且，由于发动机以基本恒定的发动机转速和负荷运行，火花提前基本被保持恒定。在T1至T2之间的时间，储存的燃料蒸汽量继续增加，直到储存的燃料蒸汽量达到期望开始燃料蒸汽抽取过程的水平202。其他信号在T1至T2之间基本保持恒定。在储存的燃料蒸汽量达到期望抽取的水平202之后，在T2至T3之间，燃料蒸汽被抽取。燃料蒸汽可以经由文氏管或经由从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的导管从燃料蒸汽滤罐被抽取。在T2至T3之间的所示发动机工况下，发动机MAP相对高，使得即便有的话，也是较少的流可以从燃料蒸汽滤罐被引入进气歧管中。因此，在T2至T3之间被执行的燃料蒸汽抽取仅经由文氏管蒸汽通道完成。在T2处，发动机进气歧管的上游的节气门的打开面积被减小。同时，增压被增加。 在一个示例中，增压通过关闭涡轮增压器废气门而被增加。在另一个示例中，增压通过调节涡轮增压器叶轮的位置而被增加。通过增加增压并减小节气门打开面积，从进气系统移动到进气歧管的空气量可以基本被保持为恒定，如T2至T3之间的MAP信号所示。类似地，在节气门打开面积被减小并且增压被增加时的时间期间，发动机扭矩基本被保持恒定。在一个示例中，较快的致动器可以被命令以跟随与较慢的致动器命令相关的位置轨迹。例如，节气门致动器能够比废气门致动器更快地改变位置。因此，节气门可以响应于涡轮增压器废气门的位置被命令。以此方式，较快的致动器可以以限制对发动机的充气干扰的速率移动。增加增压还增加燃料蒸汽滤罐与文氏管之间的流动势能，因为从燃料蒸汽滤罐到文氏管的流与从增压室(例如，图1的44)到进气系统(例如，图1的42)的空气流相关。 由于节气门两侧的压力差(delta pressure)在节气门打开面积被减小的同时增加，基本恒定的流被保持通过节气门。发动机EGR量还通过在抽取燃料蒸汽之前和之后命令EGR阀位置到相同的位置来保持。然而，在一些示例中，在节气门打开面积被减小或增加的过渡期间，EGR阀可以至少部分地被暂时关闭。例如，在！^和！^处，EGR阀的位置被减小以减小EGR流。在传递到燃料蒸汽滤罐中或从燃料蒸汽滤罐传递出期间，EGR流可以被暂时地减小，使得发动机失火的可能性被降低。至滤罐的燃料蒸汽流被示为初始较低。燃料蒸汽流逐渐增加到较高水平以支持燃料滤罐中燃料蒸汽更快速地减少。在一些示例中，初始流速可以较低，直到滤罐中燃料蒸汽的浓度由例如排气系统中的氧传感器确定。当燃料蒸汽滤罐中的碳氢化合物的浓度已知时，来自燃料蒸汽滤罐的流可以增加。燃料蒸汽流达到高值之后，其逐渐减小直到时刻T3 处，在此处其响应于储存的燃料蒸汽低于阈值204而快速减小。燃料滤罐流速至少部分由滤罐文氏管控制阀命令304驱动。在一个示例中，滤罐文氏管控制阀命令304表示期望的阀位置。在其他示例中，滤罐命令304表示应用于滤罐文氏管控制阀的占空比。滤罐阀命令从低水平增加到较高的水平并且之后被减小，直到时刻T3为止。发动机火花从T2到T3基本恒定。然而，图3示出火花提前可以被延迟，同时节气门位置和增压被调节。在一个示例中，在节气门位置和增压被调节时的过渡期间，火花可以被提前或延迟。例如，发动机转速或扭矩模型可以被监测以估计发动机扭矩，同时节气门位置和增压被调节。如果发动机转速增加或者如果估计的发动机扭矩输出增加，则火花被延迟。如果发动机转速降低或者如果估计的发动机扭矩输出减小，则火花被提前。以此方式， 发动机火花正时可以被调节以限制可能与节气门和增压调节相关的扭矩干扰。在T3与T4之间的时间，节气门位置和增压水平回至T2之前被假定的水平。此外， 节气门位置和增压水平被协调以限制驾驶员可能感受到的扭矩干扰。因此，发动机扭矩和 MAP可以被保持为基本恒定的值。EGR还被保持在恒定的水平以控制发动机排放和泵气效率。在T3处，燃料蒸汽滤罐流被减小(ramp off)，因为滤罐文氏管控制阀命令为倾斜至关闭位置。T3对应于燃料蒸汽滤罐中储存的燃料蒸汽小于抽取被停止的值时的时刻。因此，当储存在燃料蒸汽滤罐中的燃料蒸汽小于阈值水平时，燃料滤罐文氏管控制阀被倾斜至关闭位置。火花在T3处被示为被延迟，然而，在一些示例中，如果在T3处的节气门和增压过渡期间发动机转速或扭矩被减小，则火花可以被提前。在时刻T4与T5之间，发动机以与Ttl和T1之间的工况类似的工况运行。此外，储存的燃料蒸汽低于燃料蒸汽被储存的水平，因此不发出命令到滤罐文氏管控制阀。在T5处，发动机扭矩被减小以满足较低的驾驶员扭矩需求。发动机扭矩通过减小节气门打开量和通过减小增压来被减小。MAP也被减小，EGR流被减小，并且火花被提前以反映发动机工况的变化。储存的燃料蒸汽量在T5与T6之间逐渐增加，直到储存的燃料蒸汽量达到T6处的阈值202。在T6处，节气门打开面积被减小，增压被增加，EGR量基本保持在预抽取水平(例如，在时刻T6之前)，并且发出命令至滤罐真空控制阀和滤罐文氏管控制阀。因此，蒸汽从燃料蒸汽滤罐流到进气歧管并流到发动机进气。当存在进气歧管真空时这种运行模式是期望的，但其中进气歧管真空可能不足以使期望数量的燃料蒸汽从燃料蒸汽滤罐流到发动机。在T6与T7之间的时间期间，至滤罐真空控制阀308的命令增加到允许从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的流的水平。同样，至滤罐文氏管控制阀304的命令被增加，但是被增加到小于时刻T2和T3之间所示的水平。由于发动机以较低的期望扭矩运行，使燃料蒸汽以与在 T2和T3之间流动的燃料蒸汽水平相比较低的速率流动可以是符合期望的。从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的流速被示为高于从燃料蒸汽滤罐到进气口的流速。然而，在一些工况下，当燃料蒸汽从燃料蒸汽滤罐流到进气歧管和进气口时，至进气口的流速高于至进气歧管的流速。发动机扭矩、火花和MAP基本被保持在T6之前假定的水平。但是，与T2和T3处的过渡类似，在节气门和增压的过渡期间，火花正时和EGR可以被调节以补偿在过渡期间可能发生的扭矩增加或减少。另外，当储存的燃料蒸汽量小于期望抽取的阈值水平204时，在 T7处，滤罐文氏管控制阀和滤罐真空阀命令被倾斜至零。现在参考图4，其示出了用于从增压发动机抽取燃料蒸汽的方法的示例性流程图。 图4的方法适用于图1的系统，并且其在一些示例中按照图2-图3运行。在步骤402处，程序400确定发动机工况。发动机工况可以包括但不限于发动机冷却剂温度、发动机温度、储存的燃料蒸汽量、增压水平、MAP、发动机转速、发动机温度、节气门位置、发动机扭矩、用于期望扭矩的发动机空气流以及火花提前。在发动机工况确定之后，程序400进行到步骤404处。在步骤404处，程序400判断储存在燃料蒸汽储存滤罐中的燃料蒸汽量是否大于预定量。在一些示例中，预定量可以根据工况而改变。例如，如果环境温度相对高，则开始燃料蒸汽抽取的燃料蒸汽水平可以低于在较低环境温度下开始燃料蒸汽抽取的燃料蒸汽水平。如果储存的燃料蒸汽量大于阈值量，则程序400进行到步骤406处。否则，程序400 进行到退出。在步骤406处，程序400调节致动器以开始增压发动机的抽取燃料蒸汽。如果在当前工况期间从燃料蒸汽滤罐到进气歧管的流的期望水平是可能的，则程序400至少部分地打开滤罐真空控制阀，该滤罐真空控制阀沿将燃料蒸汽滤罐连接至进气歧管的导管设置。 另一方面，如果在进气歧管中有足够的真空以从燃料蒸汽储存滤罐吸取流到进气歧管，但流的水平小于期望水平，则燃料蒸汽可以经由提供真空的文氏管被抽取到进气口，以从燃料蒸汽储存滤罐吸取燃料蒸汽到文氏管。如果在当前工况期间，进气歧管中的真空不足以从燃料蒸汽储存滤罐吸取流到进气歧管，则程序400至少部分地关闭位于进气通道中的压缩机下游的节气门的打开面积，同时增加增压。在一个示例中，EGR阀的位置、滤罐真空控制阀的位置、滤罐文氏管控制阀的位置、 节气门位置、涡轮增压器废气门或叶片的位置以及火花提前被调节以从燃料蒸汽储存滤罐提供期望水平的燃料蒸汽到发动机。在其他示例中，更少或更多的致动器可以被调节以提供期望水平的燃料蒸汽到发动机。在一个示例中，致动器按照图5的方法被调节。在致动器被调节之后，程序400进行到步骤408处。在步骤408处，在抽取燃料蒸汽储存滤罐期间，程序400执行闭环燃料控制。在一个示例中，响应于经由燃料蒸汽储存滤罐流到发动机的燃料蒸汽量，燃料喷射器的正时被调节。具体地，如果经由燃料蒸汽储存滤罐被引入发动机的燃料蒸汽量指示比期望水平更富的发动机空燃比，则燃料喷射脉冲宽度被减小以将发动机空燃比变化到更稀的值。另一方面，如果经由燃料蒸汽储存滤罐被引入发动机的燃料蒸汽量指示比期望水平更稀的发动机空燃比，则燃料喷射脉冲宽度被增加以使发动机空燃比变化到更浓的值。在一个示例中， 发动机空燃比通过氧传感器指示。因此，燃料喷射正时响应于氧传感器而被调节。以此方式，期望的发动机空燃比被保持，同时从燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽到发动机。在步骤410处，程序400判断储存在燃料蒸汽储存滤罐中的燃料蒸汽是否小于阈值。在一个示例中，碳氢化合物传感器可以被置于从燃料蒸汽储存滤罐通向进气歧管和进气口的导管中。如果由任一碳氢化合物传感器感测的碳氢化合物的浓度小于阈值水平，则可以确定储存在燃料蒸汽储存滤罐中的碳氢化合物的数量小于阈值量。在其他示例中，从燃料蒸汽储存滤罐流入发动机中的碳氢化合物的量可以根据氧传感器反馈被确定。具体
10地，基于滤罐的碳氢化合物可以根据进入发动机的空气量、喷射到发动机的燃料量和排气氧浓度水平来确定。如果程序400判断储存在燃料蒸汽储存滤罐中的燃料蒸汽的量小于阈值水平，则程序400进行到退出。否则，程序400回至步骤406处并且继续从燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽。现在参考图5，其示出用于在从增压发动机的燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽期间调节致动器的方法的示例流程图。在步骤502处，程序500确定从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望燃料蒸汽流速。在一个示例中，期望的燃料流速基于发动机转速和负荷和期望的燃料蒸汽滤罐抽取时间。具体地，发动机转速和负荷被用来索引根据经验确定的蒸汽流速表，其可以在规定的时间量内抽取燃料蒸汽滤罐的燃料蒸汽。在一些示例中，燃料蒸汽流速可以基于由燃料蒸汽提供的发动机燃料部分而被限制。例如，在一些状况下可期望限制经由燃料蒸汽滤罐传输的发动机燃料部分小于传输到发动机的燃料总量的35%。当然， 蒸汽滤罐蒸汽传输到发动机的燃料量可以根据发动机工况而改变。在从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望流速被确定之后，程序500进行到步骤504处。在步骤504处，程序500确定从燃料蒸汽储存滤罐经由真空通道(例如，从燃料蒸汽储存滤罐到进气歧管)到发动机的燃料蒸汽的可用流速。在一个示例中，程序500根据大气压与进气歧管压力之间的压力差确定从燃料蒸汽储存滤罐经由真空通道到进气歧管的可用抽取流速。具体地，对于给定的压降，从燃料蒸汽储存滤罐到进气歧管的可用流速可以通过查找根据经验确定的流数据来确定，该根据经验确定的流数据储存在功能表中并按照从大气压到进气歧管压力的压降索引。在从燃料蒸汽储存滤罐经由真空通道到进气歧管的可用流速被确定之后，程序500进行到步骤506处。在步骤506处，程序500判断经由真空通道从燃料蒸汽储存滤罐到进气歧管的可用流速是否足以达到期望的抽取速率。在一个示例中，如果从燃料蒸汽储存滤罐经由真空通道到进气歧管的燃料蒸汽的可用流速大于从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望燃料蒸汽流速，则程序500进行到步骤516处。否则，程序500进行到步骤508处。在步骤508处，程序500确定从燃料蒸汽储存滤罐经由滤罐文氏管(例如，图1的文氏管156)到发动机的期望抽取流速。在一个示例中，从燃料蒸汽储存滤罐经由真空通道到进气歧管的燃料蒸汽的可用流速被从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望的燃料蒸汽流速减去。剩余部分(如果有的话)是从燃料蒸汽储存滤罐经由文氏管到发动机的期望流速。 在一些状况期间(例如，当才从燃料蒸汽储存滤罐到进气歧管的可用流速小于阈值量时)， 从燃料蒸汽滤罐到发动机进气歧管的燃料蒸汽通道可以被关闭，使得来自燃料蒸汽储存滤罐的所有燃料蒸汽经由文氏管被引导至进气口。在从燃料蒸汽储存滤罐经由文氏管到发动机的燃料蒸汽的期望流速被确定之后，程序500进行到步骤510处。在步骤510处，程序500判断在减小的节气门位置处驾驶员需求扭矩或期望扭矩是否满足。例如，如果驾驶员要求全发动机负荷，则可以确定发动机应该在具有特定增压水平的完全节气门处运行。另一方面，如果发动机在部分负荷的状况下运行，则当节气门打开面积被减小时可能提供等量的发动机扭矩。在一个示例中，程序500判断当增压水平被增加时在减小的节气门打开面积处满足期望的发动机扭矩，使得在增压被增加和节气门的打开面积减小之后通过节气门的流等于在节气门打开面积被减小之前通过节气门的流。因此，如果增压被增加，则通过节气门的流可以被保持在期望的水平，使得通过减小节气门打开面积，发动机MAP和扭矩基本保持恒定。如果程序500判断在减小的节气门打开面积处满足期望的发动机扭矩，则程序500进行到步骤512处。否则，程序500进行到退出。以此方式，程序500在一些状况下限制从燃料蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽。在步骤512处，程序500确定对增压和节气门位置的调节。在一个示例中，增压基于文氏管两端的压力差被调节，该压力差经由滤罐文氏管提供从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望的抽取流速。具体地，增压被设置到基于大气压力与增压室中的增压之间的差值提供从燃料蒸汽滤罐到文氏管的期望的流速的水平。然而，如果文氏管可以在当前增压下提供从燃料蒸汽滤罐到进气口的期望数量的燃料蒸汽流，则涡轮增压器废气门位置或叶片的位置可以响应于从增压室到文氏管的气流而被调节。通过调节废气门位置或叶片的位置，通过即使一些流被引导通过文氏管也保持相同的增压，经由节气门到发动机的流可以被保持在当前节气门位置。在期望增加增压以增加从燃料蒸汽滤罐到进气口的流的示例中，在从燃料真空滤罐抽取燃料蒸汽到发动机进气口期间，节气门打开面积可以被减小以保持发动机扭矩。此外，发动机增压可以通过至少部分地关闭废气门或调节涡轮增压器的叶片位置而被增加。因此，如果文氏管可以在当前增压水平下提供来自滤罐的期望量的燃料蒸汽，则增压水平被保持在当前水平。如果当前增压水平能够以高于从燃料蒸汽储存滤罐经由文氏管到发动机的期望燃料蒸汽流速的速率提供来自滤罐的燃料蒸汽流速，则可通过调节滤罐文氏管控制阀的位置来提供来自滤罐的期望燃料流速。例如，如果增压水平从第一水平增加到第二水平，则可以通过部分地关闭滤罐文氏管控制阀或减小滤罐文氏管控制阀的打开时间来保持期望的燃料蒸汽流速。如果增压水平从第一水平减小到第二水平，则可以通过部分地打开滤罐文氏管控制阀或增加滤罐文氏管控制阀的打开时间来保持期望的燃料蒸汽流速。另一方面，如果当前增压水平不能提供从燃料蒸汽储存滤罐经由文氏管到发动机的期望燃料蒸汽流速，则增压压力和节气门可以被调节以提供期望的发动机扭矩和期望的燃料蒸汽流速。例如，如果期望使燃料蒸汽从燃料蒸汽滤罐流到进气口，则可以通过关闭节气门、增加增压、打开限制从发动机压缩机到文氏管并进入发动机进气口的加压空气流的阀以及打开限制从燃料蒸汽储存滤罐到文氏管的流的阀来将蒸汽流从滤罐引入进气口。节气门位置根据节气门模型被调节，使得在燃料蒸汽抽取循环之前，节气门提供与燃料蒸汽抽取循环期间基本相同量的空气。在一个示例中，函数或表可以通过节气门两侧的压降和期望的流速被索引以确定期望的节气门位置。在一个示例中，期望的节气门流速根据使驾驶员扭矩需求和发动机转速关联于发动机空气流速的表或函数确定。因此，当增压被增加以提供从滤罐到文氏管的期望流速时，节气门被关闭使得保持发动机扭矩。在驾驶员扭矩需求变化的状况期间，节气门被调节至在当前增压下提供期望扭矩的水平。以此方式，驾驶员扭矩需求被满足，同时从滤罐到文氏管的期望流速被满足。在可能花费不期望数量的时间达到期望水平的增压的一些示例中，增压可以被设置到高于文氏管阀所要求的实现从燃料蒸汽储存滤罐到发动机的期望燃料流速的水平。在这些状况期间，从滤罐到文氏管的燃料蒸汽流速可以通过改变滤罐文氏管控制阀的位置或打开时间来调节。因此，如果期望从滤罐到文氏管的较低流速，则滤罐真空控制阀可以至少部分地被关闭或者滤罐真空控制阀的打开时间被减少。
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在一些示例中，图5的方法还在燃料蒸汽滤罐的燃料蒸汽抽取期间调节EGR阀的位置和火花正时。在一个示例中，在节气门位置和增压被调节的时间期间，通过EGR阀的 EGR流可以被减少。在一个示例中，在节气门和增压过渡的时间的一部分期间，提供到发动机的EGR量被减少。在另一个实施例中，在节气门和增压过渡期间，凸轮正时可以被调节以减少内部EGR。同样，在节气门和增压过渡期间，火花提前可以被调节。例如，在节气门和增压过渡期间，如果发动机转速或扭矩增加，则火花可以被延迟。如果在节气门和增压过渡期间发动机转速或扭矩减小，则火花可以被提前。由于从滤罐到文氏管的期望流速的一部分可以通过联接进气歧管和滤罐的导管提供，因此描述了电致动的真空控制阀的运行。在一个示例中，电致动的真空控制阀调整燃料蒸汽滤罐与进气歧管之间的流。通过给阀供应占空比变化的电压，能够改变从滤罐到进气歧管的燃料蒸汽流的数量。在一个示例中，滤罐真空控制阀的占空比根据从燃料蒸汽储存滤罐到进气歧管的燃料蒸汽的可变流速和进气歧管压力(例如，MAP)设置。具体地，阀的占空比根据描述阀的占空比、阀两侧的压降以及可变流速之间的关系的函数来调节。在发动机节气门、增压和滤罐流量控制阀被调节之后，程序500进行到退出。在步骤516处，程序500运行电控的滤罐真空控制阀以从燃料蒸汽储存滤罐提供期望的燃料蒸汽流速到发动机。如上所述，滤罐真空控制阀的位置或打开时间与阀两侧的压降和期望的燃料蒸汽流速相关。在其中期望的燃料蒸汽流速不变且滤罐真空控制阀两侧的压降增加的一个示例中，滤罐真空控制阀打开正时被减小。可替换地，真空控制阀的打开面积可以被减小。期望的阀位置可以基于将通过阀的流速描述为阀的位置和阀两侧的压降的函数的表或函数来被确定。表或函数可以通过期望的燃料蒸汽流速和阀两侧的压降被索引以提供阀的位置命令。在滤罐真空控制阀被调节之后，程序500进行到退出。因此，图4-图5的方法提供了用于抽取燃料蒸汽的方法，其包括响应于储存的燃料蒸汽量超过阈值量，减小发动机的节气门打开面积并增加由被联接至发动机的压缩机产生的增压量。该方法还包括将燃料蒸汽引入节气门上游的进气系统中，并且其中压缩机在节气门上游。在该方法中，在节气门打开面积被减小时，发动机产生基本等于驾驶员需求扭矩的扭矩量。在该方法中，在节气门打开面积被减小时，经由滤罐进入发动机的燃料蒸汽量被增加。在该方法中，在节气门打开面积被减小时，EGR阀的位置基本被保持。该方法还包括当节气门打开面积被减小时调节火花正时。在一个示例中，在该方法中，当发动机的进气歧管中的压力大于阈值量时，节气门打开面积被减小。图4-图5的方法还提供用于抽取燃料蒸汽的方法，其包括当储存的燃料蒸汽量小于阈值量时，响应于期望的发动机扭矩，以第一节气门打开面积和第一量的增压运行发动机；当储存的燃料蒸汽量超过阈值量时，在期望的发动机扭矩下，以第二节气门打开面积和第二量的增压运行发动机，第二节气门打开面积小于第一节气门打开面积，第二量的增压大于第一量的增压。在该方法中，发动机的进气歧管中的压力是基本与以下情况相同的压力，即当节气门被定位为提供第一节气门打开面积时和当节气门被定位为提供第二节气门打开面积时。在该方法中，当发动机以第二节气门打开面积运行时，阀的占空比被增加以增加来自滤罐的碳氢化合物流。在一个示例中，该方法包括当节气门打开面积为第二节气门打开面积时，发动机产生基本等于驾驶员需求扭矩的扭矩量。在该方法中，当发动机以第一节气门打开面积运行时，储存的燃料蒸汽量被储存在碳滤罐中，并且当发动机以第二节气门打开面积运行时，EGR阀的位置基本处于同一位置。在该方法中，当发动机在以第一节气门打开面积运行与以第二节气门打开面积运行之间过渡时，发动机的进气歧管中的压力基本不变。如本领域中的普通技术人员将意识到的，图4-图5描述的程序可以表示任意数量的处理策略中的一个或更多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程以及类似策略。因此，所述的各种步骤或功能可以所述的顺序被执行、并列地执行或者在一些情况下被省略。 同样，处理的顺序不是实现本文描述的目标、特征和优点所必需的，而是提供处理顺序为了便于说明和描述。尽管没有明确说明，但本领域的普通技术人员将认识到所示步骤或功能中的一个或更多个可以被重复执行，这取决于所使用的具体策略。在此结束说明。本领域中技术人员通过阅读该说明将想到一些不脱离于本说明的主旨和范围替换和修改。例如，用天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置运行的L3、L4、L5、 V6、V8、VlO和V12发动机可以使用本发明来显示出优点。
权利要求
1.一种用于抽取燃料蒸汽的方法，其包括响应于储存的燃料蒸汽量超过阈值量，减小发动机的节气门打开面积，并增加由被联接至所述发动机的压缩机产生的增压量。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将燃料蒸汽引入节气门上游的进气系统中，并且其中所述压缩机在节气门上游；其中当所述节气门打开面积被减小时，所述发动机产生基本等于驾驶员需求扭矩的扭矩量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述节气门打开面积被减小时，经由滤罐进入所述发动机的燃料蒸汽量被增加；其中当所述节气门打开面积被减小时，EGR阀的位置基本被保持；其中还包括当所述节气门打开面积被减小时调节火花正时。
4.根据权利要求1所述的方法，其中当发动机的进气歧管中的压力大于阈值量时，所述节气门打开面积被减小。
5.一种用于抽取燃料蒸汽的方法，其包括当储存的燃料蒸汽量小于阈值量时，响应于期望的发动机扭矩，以第一节气门打开面积和第一量的增压运行发动机；以及当储存的燃料蒸汽量超过所述阈值量时，在所述期望的发动机扭矩下，以第二节气门打开面积和第二量的增压运行所述发动机，所述第二节气门打开面积小于所述第一节气门打开面积，所述第二量的增压大于所述第一量的增压。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述发动机的进气歧管中的压力是基本与当节气门被设置为提供所述第一节气门打开面积时和当所述节气门被设置为提供所述第二节气门打开面积时相同的压力；其中当所述发动机以所述第二节气门打开面积运行时，阀的占空比被增加以增加来自滤罐的碳氢化合物流。
7.根据权利要求5所述的方法，其中当节气门打开面积为所述第二节气门打开面积时，所述发动机产生基本等于驾驶员需求扭矩的扭矩量。
8.根据权利要求5所述的方法，其中储存的燃料蒸汽量被储存在碳滤罐中，并且其中 EGR阀的位置基本处于与当所述发动机以所述第一节气门打开面积运行时和当所述发动机以所述第二节气门打开面积运行时相同的位置。
9.根据权利要求5所述的方法，其中当所述发动机在以所述第一节气门打开面积运行与以所述第二节气门打开面积运行之间过渡时，所述发动机的进气歧管中的压力基本不变。
10.一种用于抽取燃料蒸汽的系统，其包括发动机，其具有压缩机和节气门，所述节气门位于所述压缩机下游的进气系统中；文氏管，其位于所述进气系统中和压缩机旁通回路中；以及控制器，所述控制器包括用于响应于储存的燃料蒸汽量超过阈值量而减小节气门打开面积并增加增压的指令；其中所述控制器还包括用于响应于储存的燃料蒸汽量小于所述阈值量而增加所述节气门打开面积并减小增压的指令；其中所述控制器还包括用于在从第一增压到第二增压的过渡期间调节供应到所述发动机的火花的指令；燃料蒸汽滤罐，第一导管从所述燃料蒸汽滤罐延伸到所述文氏管，并且第二导管从所述燃料蒸汽滤罐延伸到所述节气门下游一位置处的所述进气系统；其中所述控制器还包括用于将增压调节到所述文氏管的效率大于预定效率时所处的压力；沿所述第一导管设置的阀，所述阀调整从所述燃料蒸汽滤罐到所述进气系统的流；其中所述控制器还包括用于调节所述阀的位置的指令，以从所述燃料蒸汽滤罐提供期望流速到所述进气系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于改进从增压发动机抽取燃料蒸汽的方法。在一个实施例中，该方法提高了文氏管的效率，文氏管提供真空以从蒸汽储存滤罐抽取燃料蒸汽。
文档编号F02M25/08GK102400820SQ20111020807
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者M·比德斯, R·W·坎宁安 申请人:福特环球技术公司