用于将燃料蒸气抽取到发动机的方法与流程

文档序号:11971478阅读:222来源:国知局
用于将燃料蒸气抽取到发动机的方法与流程
本发明涉及用于改进从燃料蒸气滤罐抽取燃料蒸气的方法。该方法对于将燃料蒸气抽取到以高容积效率运行的发动机是特别有用的。

背景技术:
通过以较高的进气歧管压力运行发动机可以减少发动机泵送功以提高发动机效率。但是,至少对于火花点火的发动机而言,希望调节进入发动机的空气的量使得发动机空气-燃料比将不比希望的稀,或使得发动机可以不产生多于希望的转矩量。当通过迟关闭进气门来调节进入发动机的空气的量时能够实现较高的进气歧管压力。在压缩冲程期间迟关闭进气门使进入发动机的空气能够被向后推到进气歧管中。以这种方式,增加进气歧管压力同时汽缸空气进气被调节成少于满负荷汽缸空气进气。当发动机以发动机歧管中的高真空水平运行时,以高进气歧管压力运行发动机造成不可预见的问题。一个问题是当发动机进气歧管处在比较高的压力时从储存燃料蒸气的滤罐向发动机提供足够的流动。如果从燃料储存滤罐到进气歧管的流动过小,则燃料蒸气可能从滤罐向周围空气溢出。

技术实现要素:
本文的发明人已经认识到上面提到的缺点,并且已经研发出一种用于抽取燃料蒸气的方法,包括:经由储存滤罐和抽取阀向发动机供给燃料蒸气;和响应从储存滤罐流到发动机的碳氢化合物的浓度调节发动机气门正时达到但不超过在储存滤罐和发动机之间发生音速流动的正时。通过调节发动机运行以在滤罐和发动机之间提供音速流动,且同时限制气门正时不超过在滤罐和发动机之间提供音速流动的正时,则即便在从滤罐向发动机抽取燃料蒸气时也能够高效地运行发动机。例如,以迟进气门关闭运行的发动机的进气门正时可以被延迟到进气压力足够低以在滤罐和发动机之间提供音速流动的程度,但是不是进气歧管压力明显低于在滤罐和发动机进气歧管之间提供音速流动的进气歧管压力的程度。以这种方式,发动机可以用在滤罐和发动机之间提供音速流动的较高的发动机进气歧管压力运行。而且,在一个例子中,在滤罐和发动机之间提供音速流动的发动机进气歧管压力是可调节的以便考虑到大气压力的变化。因此,当发动机运行的海拔高度变化时气门正时可以提前或延迟,以便能够在滤罐和发动机进气歧管之间提供音速流动。在另一个实施例中,一种用于抽取燃料蒸气的方法,包括:经由储存滤罐和抽取阀向发动机供应燃料蒸气;和响应储存滤罐中的碳氢化合物浓度调节装置的运行以在储存滤罐和发动机之间提供音速的气体,该装置的运行被调节到高达但不超过在储存滤罐和发动机之间实现音速。在另一个实施例中,调节该装置以便将储存滤罐和发动机之间的气体的速度从小于音速流动的速度增加到高达音速。在另一个实施例中,滤罐中碳氢化合物浓度经由滤罐通风管中碳氢化合物传感器估测。在另一个实施例中,一种用于抽取燃料蒸气的方法,包括:在第一发动机转速和转矩输出时以第一容积效率运行发动机,同时在响应从滤罐流到发动机的碳氢化合物蒸气的第一浓度抽取被储存在滤罐中的燃料蒸气到发动机;和在第一发动机转速和转矩输出时,以第二容积效率运行发动机,同时响应从滤罐流到发动机的碳氢化合物蒸气的第二浓度抽取被储存在滤罐中的燃料蒸气到发动机。在另一个实施例中,碳氢化合物蒸气的第一浓度是比碳氢化合物蒸气的第二浓度更小的碳氢化合物的浓度,并且其中该第一容积效率高于第二容积效率。在另一个实施例中,通过调节发动机的致动器来提供第二容积效率。在另一个实施例中,该致动器调节凸轮相对于曲轴的相位。在另一个实施例中,该致动器调节通过文丘里管的流速。在另一个实施例中,该方法还包括响应在从打开抽取阀起的预定时间量已经过去之后碳氢化合物的第一浓度增加,从以第一容积效率运行发动机转变到以第二容积效率运行发动机。在另一个实施例中,该预定时间量是在当前工况下碳氢化合物从滤罐向发动机流动的时间量。在另一个实施例中,还包括响应碳氢化合物的第一浓度增加,第一容积效率减少到第二容积效率,并且其中在第二容积效率只减少在滤罐和发动机之间的通道中的极限约束之间提供音速流动的量。本发明可以提供若干优点。具体说该方法在燃料蒸气储存滤罐和发动机之间提供高流速的同时允许发动机高效地运行。而且,当确定被储存在滤罐中的燃料蒸气的浓度增加时,该方法能够增加从滤罐向发动机的燃料蒸气的流动。还有,该方法可以减少燃料蒸气从滤罐向大气的溢出的可能性。本发明的上述优点和其他优点、以及特征从下面单独的或结合附图的详细描述将容易变得明显。应当明白,提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思,这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征,所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且,所主张的主题不限于解决上面指出的任何缺点的装置或本发明的任何部分。附图说明当单独或结合附图参考本文称之为的详细描述的部分时,通过阅读实施例的例子将更加充分地理解本文所述的优点,其中:图1是发动机的示意图;图2和图3示出用于抽取燃料蒸气到发动机的感兴趣的模拟信号;和图4是用于抽取被储存在滤罐中的燃料蒸气到发动机的方法的示范性流程图。具体实施方式本发明涉及从燃料蒸气储存滤罐向发动机抽取燃料蒸气。在一个非限制的例子中,该发动机可以构造成如图1所示。当被储存在滤罐中的燃料蒸气的浓度大于阈值水平时,可以如图2和图3所示调节发动机的运行,以增加到发动机的碳氢化合物流动。增加到发动机的碳氢化合物的流速能够降低被储存在滤罐中的碳氢化合物的浓度,因此可以减少燃料蒸气从滤罐溢出到大气的可能性。图4示出根据图2和图3所示的序列用于运行图1的发动机和系统的示范性方法。参考图1,包括多个汽缸的内燃机10——图1示出其中一个汽缸——由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和具有设置在其中的活塞36的汽缸壁32,并且活塞连接于曲轴40。燃烧室30被示为通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气和排气门中每个均可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。替代性地,一个或更多个进气和排气门可以由机电控制的气门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。燃料喷嘴66被示为被定位成将燃料直接喷射到汽缸30中,对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的直接喷射。替代性地,燃料可以喷射到进气口,对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的进气道喷射。燃料喷嘴66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成正比地提供液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)提供给燃料喷嘴66。从响应控制器12的驱动器68供给燃料喷嘴66操作电流。此外,进气歧管44被示为与可选电子节气门62通信,该电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自进气增压室44的空气流动。压缩机162从空气进气装置42吸入空气以供给进气增加室44。排气旋转涡轮164连接于压缩机162。在一个例子中,可以利用低压直接喷射系统,其中燃料压力能够升高到近似20-30巴。替代性地,高压双级燃料系统可以用来产生较高的燃料压力。无分配器点火系统88响应控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示为在涡轮增压器压缩机164和催化剂转化器70的上游连接于排气歧管48。替代性地,双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。在一个例子中转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个例子中,可以用每个均具有多个催化剂块的多个排放物控制装置。在一个例子中转化器70可以是三元催化器。燃料蒸气储存滤罐150容纳活性炭或其他已知的介质来临时储存燃料蒸气。燃料蒸气可以来源于燃料箱73、进气歧管或燃料系统中的其他位置。阀149控制从燃料箱73到燃料蒸气储存滤罐150的燃料蒸气流动。滤罐抽取控制阀152控制从燃料蒸气储存滤罐150到进气歧管46的燃料蒸气流动。当阀152或通道153上的压力比(例如,P2/P1,其中P1是孔口上游的压力,而P2是孔口下游的压力)小于0.528时,通道153中的空气速度可以是音速。而且,由于通道153通过通道155被供给固定密度的环境空气,因此通过阀152和通道153的质量流动被阻塞,或在压力比小于0.528时为音速。因此,由于较低的压力比不提供较高的流速,所以阀152和通道153上的压力比被限制成大于0.528。新鲜空气可以经由通气通道155吸入燃料蒸气储存滤罐150中。在一些例子中,阀可以沿着通气通道155设置以控制进入燃料蒸气储存滤罐150中的新鲜空气流动。碳氢化合物传感器159提供对储存在燃料蒸气储存滤罐150中的碳氢化合物的量的指示。燃料蒸气储存滤罐150也可以经由文丘里管173将燃料蒸气抽取到空气进气装置42。当压缩机162在增压室44产生正压力时,文丘里管控制阀157能够部分地或全部地打开或调整成允许空气从增压室44通过文丘里管173流进空气进气装置42中。当来自压缩机162的空气流动通过文丘里管173时在文丘里管173中存在压降从而形成低压区。当滤罐文丘里管控制阀154处在至少部分打开时,文丘里管173中的低压引起从燃料蒸气储存滤罐到文丘里管173的流动。文丘里管173处的压降与文丘里管设计和流过文丘里管的空气速度有关。在一个例子中,当希望从燃料蒸气储存滤罐150向空气进气装置42流动时阀154和157设置成为打开状态。在文丘里管173和阀157上的小于0.528的压力比能够提供通过文丘里管173和阀62的音速。在一个例子中,文丘里管173和阀157上压力比被限制成大于0.528,因为由于增压室44中的密度增加,所以较低的压力比可以提供质量流速的较小增加。滤罐真空控制阀152可以打开,使得在存在或不存在从燃料蒸气储存滤罐150向文丘里管173流动的同时,存在从燃料蒸气储存滤罐150向进气歧管46和空气进气装置42的流动。例如,当进气歧管压力稍稍低于大气压力时,可以产生到进气歧管46的少量流动。同时,文丘里管173可以从燃料蒸气储存滤罐150吸入流动。在图1中控制器12被示为常规微型计算机,包括:微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储(RAM)器108、保活存储器(KAM)110和常规的数据总线。控制器12被示为接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号,除了上面提到的那些信号之外,还包括:来自连接于冷却护套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);连接于加速器踏板130用于检测由脚132施加的力的位置传感器134;来自连接于进气歧管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的增压压力的测量值;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5的节气门位置的测量值。也可以检测(传感器未示出)大气压力以用于由控制器处理。在本发明的优选方面,发动机位置传感器118在曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲,由此能够确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中,发动机可以连接于混合动力车辆的电动马达/蓄电池系统。混合动力车辆可以具有并联结构、串联结构或其变化或组合。而且,在一些实施例中,可以采用其他的发动机结构,例如,柴油发动机。在运行期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环: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,一般而言,排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管46引进到燃烧室30,并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。在活塞36接近汽缸底部并且在其冲程的末尾(例如,当燃烧室30在其最大容积)的位置通常被本领域的技术人员叫做下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。在活塞36处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如,当燃烧室30处在最小容积)的位置通常被本领域的技术人员叫做上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中,燃料被引入燃烧室中。在其后叫做点火的过程中,喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知器件被点火,导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出,上面仅仅作为一个例子描述,并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以变化,例如,提供正的或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他例子。图2示出用于从燃料蒸气储存滤罐抽取储存的燃料蒸气到发动机的感兴趣的模拟信号。图2-3的模拟信号表示图1所示的系统和图4所示的方法。竖直记号T0-T8标记在该序列期间特别感兴趣的时间。所述的序列在不变的发动机转速和负荷工况下发生。从图2的顶部起的第一图表示储存在滤罐中的碳氢化合物浓度与时间的关系曲线。碳氢化合物的浓度沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。水平记号202表示在音速时和从滤罐向发动机引入音速流动以便增加从滤罐到发动机的碳氢化合物的抽取的情况下碳氢化合物浓度。水平记号204表示在通过降低从图1的燃料蒸气储存滤罐150到进气歧管46的气体的速度和/或流动来从音速水平减小燃料蒸气抽取情况下,碳氢化合物浓度的水平。水平记号206表示在停止之后开始燃料蒸气抽取的情况下,碳氢化合物浓度的水平。从图2的顶部起的第二图表示滤罐抽取阀位置(例如,图1的152)与时间的关系曲线。滤罐抽取阀打开量沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。从图2的顶部起的第三图表示滤罐抽取质量流速(例如如图1所示从燃料蒸气储存滤罐150向进气歧管46的质量流速)与时间的关系曲线。滤罐抽取质量流速沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。从图2的顶部起的第四图表示发动机容积效率与时间的关系曲线。发动机容积效率沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。从图2的顶部起的第五图表示发动机入口节气门位置。该入口节气门位置打开量沿着Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。从图2的顶部起的第六图表示进气门关闭(IVC)正时。在所示的例子中,当希望较高的进气歧管压力和低发动机空气流动以通过较少发动机泵送功来增加发动机效率时,IVC是迟后的。IVC沿着提前箭头的方向提前。IVC沿着延迟箭头方向延迟。当IVC延迟时IVC接近下止点进气冲程。X轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。在时间T0,燃料蒸气或碳氢化合物浓度处在较低水平并且滤罐抽取阀处在完全打开状态。打开滤罐抽取阀到完全打开位置可以增加从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的燃料蒸气的质量流速。即使滤罐抽取阀处在完全打开位置,抽取质量流速也处在比较低流速。低质量流速表明从滤罐到发动机进气歧管的小压降。发动机以较高的容积效率水平运行。在这个例子中,通过使IVC位置提前以远离下止点进气冲程来提供较高的容积效率。使IVC提前增加了从汽缸推回到进气歧管的空气量并且限制到发动机的空气流动。节气门位置也处于较高水平以便在发动机进气汽缸压力相对较高的同时提供进入发动机内的希望空气流速。在时间T1,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度开始增加。当燃料箱温度增加或当燃料箱被搅动时,被储存在滤罐中的碳氢化合物的浓度可以增加。在T1和T2之间碳氢化合物浓度继续增加。滤罐抽取阀状态、抽取质量流速、发动机容积效率、节气门位置和IVC正时基本保持不变。在时间T2,碳氢化合物浓度达到希望的水平,在此希望增加从滤罐到发动机的碳氢化合物的质量流速,因而减少被储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量。通过部分地关闭节气门并延迟IVC来降低发动机容积效率。而且,在达到阈值水平202之后,进气歧管中的压力减少到在滤罐抽取阀上或在滤罐和进气歧管之间形成基本为0.528的压力比的水平。不提供更低的压力比,因为减少压力比还会提供从燃料蒸气储存滤罐到发动机的很小的质量流——如果有的话。而且,较低的压力比能够减少发动机效率并且增加发动机泵送功。因此,发动机容积效率仅仅减少在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或质量流的量。在时间T2和T3之间,随着从燃料蒸气储存滤罐向发动机进气歧管的质量流速增加,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度减少。滤罐抽取质量流速被限制在音速和/或音速质量流动。发动机容积效率、节气门位置和IVC基本保持不变。在时间T3,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度已经减少到少于由水平记号204表示的阈值水平的水平。滤罐抽取质量流速响应燃料蒸气储存滤罐碳氢化合物浓度而减小。通过经由使IVC提前并且打开节气门来增加发发动机容积效率从而减小滤罐抽取质量流速。因此,进气歧管压力升高以增加燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的压力比。在发动机容积效率增加之后滤罐抽取阀保持在宽打开位置。在时间T4,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度已经基本减少到零。当通过燃料蒸气储存滤罐的空气已经从储存介质除去大多数碳氢化合物时,碳氢化合物浓度可以朝着零变化。滤罐抽取阀保持打开较长的一小段时间,并且然后在时间T5关闭。在滤罐抽取阀关闭时滤罐抽取质量流速变到零。在时间T5和T6之间,储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量保持低水平。因此,发动机继续以高容积效率运行,其中IVC被提前并且空气入口节气门更大地打开。当请求的发动机转矩相对较低时通过以这种方式运行发动机来减少发动机燃料消耗。在时间T6,被储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量增加到显著水平并且继续升高直到它在时间T7达到阈值水平206。当碳氢化合物的量达到206水平时滤罐抽取阀被打开。在一个例子中,滤罐抽取阀打开量基于在燃料蒸气储存滤罐内检测到的碳氢化合物的量。滤罐抽取阀逐渐打开以允许在燃料蒸气储存滤罐和进气歧管之间的附加流动。在时间T7之后很短的时间滤罐抽取阀达到完全打开位置。发动机继续在IVC提前且节气门较大打开的情况下以高容积效率运行,且同时被储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物少于阈值量202。在时间T8,储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量增加到由水平记号202表示的量。在这个碳氢化合物水平,通过延迟IVC并关闭空气入口节气门来减少发动机容积效率。发动机容积效率根据进入燃料蒸气储存滤罐的空气的来源(origin)仅仅减少到空气从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管以音速和/或质量流速流动的水平。以这种方式,发动机可以高效地运行,同时抽取较高流速的碳氢化合物蒸气。在储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物蒸气高于阈值水平的同时,发动机继续以较低的容积效率运行。现在参考图3,图3示出从燃料蒸气储存滤罐抽取被储存的燃料蒸气到发动机的另一种替代性方式。除了另外描述的之外图3所示的曲线图和变量类似于图2所示的曲线图和变量。因此,为了简洁起见,仅仅描述序列之间的不同。从图3的顶部起的第六图表示在发动机中的运行的汽缸数目与时间的关系曲线。当汽缸数目迹线在靠近X轴线的较低水平时,在发动机循环期间燃烧空气-燃料混合物的活性/有效汽缸的数目少于发动机汽缸的总数目。当汽缸数目迹线处于较高水平时在发动机循环期间燃烧空气-燃料混合物的活性汽缸数目多于当汽缸迹线数目处在较低水平时。例如,对于八缸发动机来说,当汽缸数目迹线处在较高的水平时,八个汽缸正在燃烧空气-燃料混合物。相反,当汽缸数目迹线处在较低的水平时,四个汽缸正在燃烧空气-燃料混合物。在时间T0,燃料蒸气或碳氢化合物浓度处在较低水平并且滤罐抽取阀处在完全打开状态。即使滤罐抽取阀处在完全打开位置,抽取质量流速也处在相对低的流速。发动机以较高的容积效率水平运行。在这个例子中,通过运行少于汽缸总数的汽缸(例如,在八个发动机汽缸中的四个中燃烧空气-燃料混合物)来提供较高的容积效率。当用较少的汽缸发动机提供的转矩水平与当利用发动机汽缸的总数来提供相同水平的转矩比较时,发动机入口节气门更完全地打开。以这种方式,当发动机以少于发动机汽缸全部配套的汽缸运行时,较多的汽缸空气充气被提供给活性发动机汽缸。活性发动机汽缸在较高的容积效率的情况下以较大的空气充气运行,这是因为需要较小的进气真空来运行发动机并且提供希望的转矩量。由于节气门更大地打开以提供空气来运行四个活性汽缸,因而进气歧管压力相对较高。因此,发动机进气歧管和燃料蒸气滤罐之间的压力比大于0.528并且质量流速相对较低。在时间T1,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度开始增加。在时间T1和时间T2之间碳氢化合物浓度继续增加。滤罐抽取阀状态、抽取质量流速、发动机容积效率、节气门位置和活性汽缸的数目基本保持不变。在时间T2,碳氢化合物浓度达到希望增加从滤罐到发动机的碳氢化合物的流速的水平。通过增加活性汽缸的数目并且在达到阈值302之后短时间内部分地关闭空气入口节气门来降低发动机容积效率。而且,进气歧管中的压力减少到在滤罐抽取阀上或在滤罐和进气歧管之间形成基本为0.528的压力比的水平。不提供更低的压力比,因为减少压力比还会提供从燃料蒸气储存滤罐到发动机的很小的质量流的增加——如果有的话。而且,发动机容积效率仅仅减少在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或质量流动的量。在时间T2和T3之间,随着从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的流速增加,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度减少。滤罐抽取质量流速被限制在音速和/或音速质量流速。发动机容积效率、节气门位置和活性汽缸数目基本保持不变。在时间T3,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度已经减少到少于由水平记号304表示的阈值水平的水平。通过减少活性汽缸的数目并且打开空气入口节气门而减小滤罐抽取流速。响应燃料蒸气储存滤罐碳氢化合物浓度来调节活性汽缸的数目。以这种方式,进气歧管压力升高以增加燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的压力比。在发动机容积效率增加之后滤罐抽取阀保持在宽打开位置。在时间T4,燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度已经基本减少到零。滤罐抽取阀保持打开更长的一小段时间,然后在时间T5关闭。在滤罐抽取阀关闭时滤罐抽取流速变化到零。在时间T5和T6之间,储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量保持低水平。因此,发动机继续以高容积效率运行,其中活性汽缸的数目少于发动机汽缸的总数目。当请求的发动机转矩相对较低时通过以这种方式运行发动机来减小发动机燃料消耗。在时间T6,储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量增加到显著水平并且继续升高直到它在时间T7达到阈值水平306。当碳氢化合物的量达到306水平时滤罐抽取阀打开。滤罐抽取阀逐渐打开以允许在燃料蒸气储存滤罐和进气歧管之间的附加流动。在时间T7之后很短的时间,滤罐抽取阀达到完全打开位置。发动机在少于汽缸总数的较少活性汽缸的情况下继续以较高容积效率运行。节气门也在更宽的打开位置处运行同时储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物少于阈值量302。在时间T8,储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量增加到由水平记号302表示的量。在这个水平,通过在此激活非活性发动机并且部分地关闭空气入口节气门而减少发动机容积效率。再一次,发动机容积效率根据进入燃料蒸气储存滤罐的空气的来源仅仅减少到空气从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管以音速和/或质量流速流动的水平。因此,发动机可以高效地运行,同时抽取较高流速的碳氢化合物蒸气。在储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物蒸气高于阈值水平304的同时,发动机继续以较低的容积效率运行。现在参考图4,图4示出抽取被储存在燃料蒸气储存滤罐中燃料蒸气的方法的流程图。图4的方法可以作为可执行的指令被存储在图1所示系统中的非瞬变存储器中。图4的方法可以提供图2和图3所示序列。在402,方法400确定发动机工况。发动机工况可以包括但不限于发动机转速、发动机负荷、储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量、节气门位置、IVC正时、活性汽缸的数目以及滤罐抽取阀位置。在发动机工况确定之后方法400进行到404。在404,方法400判断从燃料蒸气滤罐抽取燃料蒸气的条件是否存在。在一个例子中,在发动机从起动开始已经运行预定时间量之后和/或发动机已经达到预定工作温度之后燃料蒸气可以从燃料蒸气滤罐抽取到发动机。当然,更多或更少的条件可以是用于抽取燃料蒸气的基础。如果方法400判定用于抽取燃料蒸气的条件存在,则回答是“是”并且方法400进行到406。否则,回答是“否”并且方法400进行到退出。在406,方法400确定储存在燃料蒸气滤罐中的燃料蒸气的碳氢化合物(HC)浓度。碳氢化合物的浓度越高,则储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物越多。在一个例子中,碳氢化合物浓度可以通过碳氢化合物传感器确定。在另一个例子中,碳氢化合物的量可以通过在燃料蒸气滤罐内的温度增加来确定。在储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的浓度被确定之后,方法400进行到408。在408,方法400确定在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度是在增加或是在减少。在一个例子中,在预定的时间间隔(例如,每分钟)确定碳氢化合物的浓度。在较早的时间采样的碳氢化合物的浓度从当前采样的碳氢化合物的浓度减去。如果结果是负的,则确定碳氢化合物浓度在减小。如果是正的,则确定碳氢化合物浓度在增加。在确定储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的浓度是在增加或是在减少之后方法400进行到410。在410,方法400判定燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物浓度是否大于第一阈值(例如,图2的206)。该第一阈值可以随着工况而变化。例如,当环境温度增加时第一阈值可以减小因此燃料蒸气可以在较早的时间被抽取。如果方法400判定储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量大于第一阈值,则答案是“是”并且方法400进行到412,否则,答案是否并且方法400进行到450。在450,方法400判断储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的量是否基本为零。如果是,则答案是“是”并且方法400进行451。否则,答案是“否”并且方法400进行到退出。在451,方法400关闭滤罐抽取阀并且以较高容积效率运行发动机。在一个例子中,通过停用(例如停止非活性汽缸内的燃烧并且关闭汽缸气门)部分数目的发动机汽缸(例如停用8个汽缸中的4个)并且增加入口节气门打开量,发动机以较高容积效率运行。在另一个例子中,通过使IVC提前并且增加入口节气门打开量,发动机以较高容积效率运行。以这种方式,进气歧管压力可以增加,以减少发动机泵送功并且减少发动机燃料消耗。在滤罐抽取阀被关闭并且发动机转变到较高的容积效率之后方法400进行到退出。在另一个例子中,不同于发动机气门正时或活性汽缸数目的一种装置的操作可以被调节以提供从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的音速和/或质量流动。例如,泵或通过图1中所示的文丘里管的流动可以被调节成提供在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的气体的音速和/或质量流动。该装置的运行可以被调节成在451暂停或停止从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的流动。在一个例子中,文丘里管控制阀被关闭以停止在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的流动。在412,方法400判断储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的浓度是否大于第二阈值(例如,图2的202),该第二阈值大于在410的第一阈值。如果是,则答案是“是”,并且方法400进行到416。否则答案是否,并且方法400进行到420。在420,方法400判断发动机是否以较低的容积效率运行(例如,所有的汽缸以部分负荷条件运行,或在部分发动机负荷情况下以提前的IVC正时运行)。如果是,则答案是“是”并且方法400进行到422。否则,则答案是“否”并且方法400进行到426。在另一个例子中,其中在与发动机气门正时或活性汽缸的数目不同的一种装置的操作被调节以控制在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的流动,方法400判断该装置是否在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或流速。如果是,则答案是“是”,并且方法400进行到422。如果不是,则答案是“否”并且方法400进行到426。在422,方法400判断储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物是否在减少并且是否少于第三阈值(例如,图2的204)。如果是,则答案是“是”,并且方法400进行到424。否则,答案是“否”并且方法400进行到416。在424,如果发动机不是已经以较高的容积效率运行,则方法400将发动机转变到以较高的容积效率运行。在一个例子中,通过减少燃烧空气-燃料混合物的活性汽缸的数目并且增加空气入口节气门打开量,发动机被转变到以较高的容积效率运行。通过关闭汽缸的进气门和排气门并且停止向该汽缸的燃料流动,汽缸可以被停用。在另一个例子中,通过使IVC提前并且增加空气入口节气门打开量,发动机可以被转变到以较高的容积效率运行。使IVC提前能够减少汽缸空气充气且同时进气歧管压力增加。因此,当以较高的进气歧管压力运行时,发动机可以提供与在更多地关闭空气入口节气门的情况下发动机以较低的进气歧管压力运行时相同的转矩量。在发动机转变到较高的容积效率之后方法400可以进行到426。在与发动机气门正时或活性汽缸的数目不同的一种装置的操作被调节以控制在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的流动的例子中,方法400操作该装置以便在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供小于音速和/或流速。在426,方法400响应储存在燃料蒸气储存滤罐中的碳氢化合物的浓度和在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的压力比来调节滤罐抽取阀的位置。在一个例子中,根据经验确定的表或函数来调节滤罐抽取阀位置,其中该表或函数通过碳氢化合物的浓度和从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的压力比来索引。在一个例子中,当燃料蒸气的浓度降低时,滤罐抽取阀进一步关闭。当燃料蒸气的浓度增加时滤罐抽取阀进一步打开。在调节罐抽取阀位置之后方法400进行到退出。在416,方法400调节滤罐抽取阀到完全打开位置。在该完全打开位置,允许在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的附加流动。在调节抽取阀到完全打开位置之后方法400进行到418.在418,方法400以在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或质量流速的容积效率运行发动机。而且,该容积效率只被降低到实现音速和/或质量流速的水平,因此发动机不以比希望更低的效率运行。例如,如果发动机在较高的容积效率下以0.9的容积效率运行,则发动机容积效率可以被减小到0.82,在此在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间达到音速和/或流速。发动机容积效率不减少到低于0.82的水平,以便发动机继续高效率地运行。应当提到,音速和/或流速可以在滤罐抽取阀上或在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间的另一部分上产生。在一个例子中,通过从发动机更有效地运行的提前状态延迟IVC,发动机可以被调节成以在燃料蒸气滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或流动的容积效率运行。而且,当IVC延迟时空气入口节气门位置可以部分地关闭,以控制发动机空气流动和进气歧管压力。例如,如果在IVC处于下止点进气冲程之后80曲轴角度情况下运行发动机,则IVC可以被延迟到下止点进气冲程之后70度曲轴角度,以将发动机容积效率减少到在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间实现音速和/或流速的水平。IVC不被延迟到比提供音速和/或流速的正时更远。IVC也可以随着发动机转速和请求的转矩变化而变化,以提供请求的转矩,且同时在发动机进气歧管和燃料蒸气储存滤罐之间提供音速和/或流动。但是,在较高发动机转矩要求下,滤罐抽取可以暂时暂停。而且,可以考虑到大气压力变化来调节IVC。例如,当发动机在较高海拔高度运行时IVC可以延迟更多。在另一个例子中,通过停用发动机汽缸总数中的一部分,调节发动机以便以在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或流动的容积效率来运行。而且,调节空气入口节气门位置和火花正时,以便提供希望的发动机转矩和容积效率。例如,如果发动机以八个汽缸中的四个汽缸来运行并且在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间要求音速和/或流动,则该发动机可以转变成运行全部八个汽缸。可以通过部分地关闭节气门并且使火花正时提前或延迟来提供希望的发动机容积效率和转矩。以这种方式,发动机可以以较低容积效率运行以便在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或流动。在调节发动机操作之后方法400进行到退出。在又一个例子中,不同于发动机的一种装置的操作可以被调节以提供从燃料蒸气储存滤罐到发动机进气歧管的音速和/或质量流动。例如,通过文丘里管控制阀157的流动可以增加至经由文丘里管173在发动机空气进气装置和燃料蒸气储存滤罐之间提供音速和/或质量流动的水平,但是不超过该水平。而且可以增加由压缩机162提供的增压以改进文丘里管173的性能,使得在燃料蒸气储存滤罐和发动机空气进气装置之间实现音速流动。但是,该装置的调节不进一步增加,因为通过运行该装置以试图提供附加流动时提供很少的好处——如果有的话。在426之后方法400进行到退出。因此,图4的方法被提供用于抽取燃料蒸气,该方法包括:通过储存滤罐和抽取阀向发动机供给燃料蒸气;并且响应从储存滤罐流向发动机的碳氢化合物的浓度,调节发动机气门正时达到但不超过在储存滤罐和发动机之间发生音速流动的正时。以这种方式,在抽取燃料蒸气的同时发动机可以高效地运行。在一个例子中,该方法包括通过减小发动机的进气歧管中的压力来实现音速流动。该方法还包括通过延迟进气门关闭时间且至少部分地关闭节气门来减小进气歧管中的压力。该方法还包括,当从储存滤罐流向发动机的碳氢化合物的浓度小于阈值时,调节发动机气门正时以在储存滤罐和发动机之间提供小于音速流速。该方法还包括当从储存滤罐流到发动机的碳氢化合物的浓度超过发动机气门正时调节开始时所处的阈值时,抽取阀基本完全打开。该方法还包括通过储存滤罐的温度估测碳氢化合物的浓度。在另一个例子中,图4的方法提供抽取燃料蒸气,包括:通过储存滤罐和抽取阀向发动机供给燃料蒸气;并且响应储存滤罐中的碳氢化合物的浓度,调节装置的操作以在储存滤罐和发动机之间提供音速,该装置的操作被调节到但不超过在储存滤罐和发动机之间实现音速流动。该方法还包括通过调节通过文丘里管的流速来实现音速流动。在另一个例子中,该方法还包括通过调节发动机气门正时来实现音速流动。在一个例子中,该方法包括延迟发动机气门正时以延迟进气门关闭时间。该方法还包括调节该装置以将储存滤罐和发动机之间的流动从小于音速的流动增加到音速流动。在又一个例子中,该方法包括该滤罐中的碳氢化合物的浓度通过滤罐通气管中的碳氢化合物传感器估测。图4的方法还提供抽取燃料蒸气,包括:在第一发动机转速和转矩输出情况下以第一容积效率运行发动机,同时响应从该滤罐流向发动机的碳氢化合物的第一浓度将储存在滤罐中的燃料蒸气抽取到发动机;以及在第一发动机转速和转矩输出情况下以第二容积效率运行该发动机,同时响应从该滤罐流向发动机的碳氢化合物的第二浓度将储存在滤罐中的燃料蒸气抽取到发动机。因此,通过调节发动机容积效率可以在燃料蒸气储存滤罐和发动机进气歧管之间提供音速和/或质量流动。在一个例子中,该方法包括:碳氢化合物的第一浓度是低于碳氢化合物的第二浓度的碳氢化合物的较小浓度,并且其中该第一容积效率高于第二容积效率。该方法还包括通过调节发动机的致动器来提供第二容积效率。在一些例子中,该方法包括该致动器调节凸轮相对于曲轴的相位。该方法还包括该致动器调节通过文丘里管的流速。在一些例子中,该方法还包括在从打开抽取阀开始预定时间量已经过去之后,响应碳氢化合物的第一浓度增加,从以第一容积效率运行发动机转变成以第二容积效率运行该发动机。该方法还包括该预定时间量是在当前工况下碳氢化合物从滤罐流到发动机的时间量。该方法还包括响应碳氢化合物的第一浓度的增加将第一容积效率减少到第二容积效率,并且其中该第二容积效率仅仅减小在滤罐和发动机之间的通道中的极限约束之间提供音速流动的量。正如本领域的技术人员所明白的,图4中公开的程序可以表示任何数目处理对策的其中一个或多个,例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此,所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序进行,同时进行,或在一些情况下可以省略。同样,为了实现这里所述的目的、特征和优点,处理的次序不是必需要求的,而是为了容易示出和描述而提供。虽然没有明白地示出,但是本领域的技术人员将会认识到,一个或更多个所示的步骤或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。由此得出结论,本领域的技术人员阅读上面的描述将会想起不脱离本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如,以天然气、汽油、柴油或替代性燃料构造运行的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本发明是有利的。
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