用于燃料蒸汽管理的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及來自增壓發動機中的燃料系統濾罐的燃料蒸汽的抽取(purge)。
【背景技術】
[0002]車輛排放控制系統可以被配置為將來自燃料箱再加燃料和每日發動機運行的燃料蒸汽存儲在活性碳濾罐中。在隨后的發動機運行期間，所存儲的蒸汽可以被抽取到它們被燃燒的發動機中。例如，可以使用在發動機旋轉期間產生的進氣歧管真空來吸入所存儲的燃料蒸汽。作為另一個示例，可以直接或間接使用增壓進氣來將燃料蒸汽抽取至發動機。
[0003]在濾罐抽取期間，發動機控制系統可能試圖盡可能快且盡可能完全地抽取濾罐。然而，可能遇到與維持發動機空燃比以及發動機空氣流速有關的各種抽取限制。作為一個示例，當濾罐幾乎充滿和/或當環境狀況為熱時，濾罐抽取速率可能被限制到發動機燃料噴射速率的一小部分。在另一示例中，當濾罐部分充滿或當環境狀況為冷時，并且同時發動機處于低負載怠速狀況，濾罐抽取速率可能基于能夠由發動機吸收的空氣量而被限制。因此，如果進入發動機的未節流的空氣量變得太大，則燃料消耗會增加以將發動機維持在化學計量。作為進一步的示例，當濾罐幾乎充滿和/或當在環境狀況為冷時，濾罐抽取速率可能被濾罐抽取閥的流速限制。各種限制使得當發動機的空氣流速例如由于節氣門關閉事件而下降時，從濾罐到發動機進氣的燃料流能夠被迅速降低。
[0004]然而，發明人在此已經認識到，施加在濾罐抽取流速上的限制會導致濾罐抽取不足，這使廢氣排放退化。發明人已經認識到，通過在工況上將抽取流調節到一定義比例的進氣空氣流，可以在更大范圍的工況上應用較高的抽取速率。例如，在濾罐負載較高的抽取狀況期間，例如當濾罐幾乎充滿時，由于到發動機的空氣流較高并且燃料消耗速率較高，因此能夠容忍較高的抽取速率。在濾罐負載較低的狀況期間，例如當濾罐幾乎是空的，可以使用較高的抽取流速來更完全地使濾罐變空，而不會產生過度燃料供給問題。
[0005]因此，按照慣例，抽取燃料流速已經是抽取控制的焦點。然而，發明人已經認識到，可以改為通過關注歸一化抽取空燃比(或phi_purge)來改善抽取控制。關注phi_purge允許在給定的抽取周期上的較高的凈抽取流速。因此，第一限制變為Phi_purge，而不是抽取燃料流速。接著，第二限制是抽取燃料速率和發動機在有意增加燃料消耗的情況下能夠吸收的抽取空氣速率的總和。
【發明內容】
[0006]因此，在一個示例中，可以在發動機工況的更大范圍內使用一種用于發動機的方法更完全地執行濾罐抽取，該方法包括:在壓縮機上游的第一位置和進氣節氣門下游的第二位置中的每一處從燃料濾罐系統接收抽取流，并且調整抽取流為預選比例的總發動機燃料。以此方式，可以啟用比率抽取。
[0007]作為一個示例，在抽取狀況下，通過濾罐的抽取流可以被調整為使得抽取燃料蒸汽構成總發動機燃料的固定預選部分，例如大致20%。因此，當發動機燃料供給隨著發動機負載從最小發動機燃料供給變化到最大發動機燃料供給時，總發動機燃料的燃料蒸汽分數可以被維持。因此，隨著總發動機燃料的增加或減少，抽取流可以被相應地調整。來自燃料噴射器的發動機的液體燃料供給可以被調整以提供剩余的燃料分數。因此，抽取流也可能受濾罐負載的影響。因此，為了維持預選的燃料蒸汽分數，當濾罐負載較高時，可以應用較低的抽取流速，而當濾罐負載較低時，可以應用較高的抽取流速。另外，隨著濾罐負載減小，燃料蒸汽分數可以降低，并且液體燃料分數可以相應地被增加，以維持空燃比。
[0008]基于工況還可以調整抽取的位置。具體地，抽取流可以被吸入進氣壓縮機上游(以及進氣節氣門上游)的第一位置或進氣節氣門下游(以及進氣壓縮機下游)的第二位置。在一些實施例中，抽取流的一部分可以被引導到第一位置，而抽取流的剩余部分被引導到第二位置。該引導可以基于發動機工況，包括增壓壓力和歧管壓力。當歧管壓力較低時(例如，高發動機負載)，可以使用發動機進氣真空將抽取蒸汽吸入節氣門下游的進氣口，同時將抽取燃料分數保持在確定的比例。當歧管壓力較高時(例如，低發動機負載)，可以使用壓縮機旁路流在抽氣機處吸入真空，抽氣機真空被用來在壓縮機上游以確定的比例抽取燃料蒸汽。
[0009]在發動機進氣流較高時的發動機工況期間，進氣流可以不受限制并且總發動機燃料供給需求可以較高。因此，可以使用進氣真空，但是以較低的歸一化抽取空燃比，將較大絕對量的抽取燃料蒸汽從高負載的濾罐吸入發動機中，在節氣門下游。因此，當濾罐負載較高時，并且氣流并不被限制(例如，當增壓正在構建)時，濾罐抽取閥打開程度可以被增加，使得抽取燃料蒸汽能夠經由第一抽取導管被吸入發動機進氣口中，在進氣節氣門下游的位置。隨著濾罐負載減小，并且當發動機仍在非增壓運行時，應用較高的濾罐氣流速率以維持相同的抽取蒸汽燃料質量速率或歸一化抽取空燃比。通過幾乎為空的濾罐的氣流增加有利地使濾罐溫暖，從而提高了來自濾罐的燃料蒸汽的解吸附并且改善了濾罐的完全抽取。在發動機負載較低并且發動機進氣流較低的發動機工況期間，進氣流可以受到限制，并且發動機可以增壓運行。在這種狀況期間，可以通過調整噴射器切斷閥的位置以控制在噴射器處的動力流和真空生成，以此將抽取引導到壓縮機上游的位置。通過改變噴射器真空，到上游位置的抽取流可以被調整，使得總發動機燃料供給的預選比例經由抽取流提供，其中抽取流速隨著濾罐負載減小而增加。替換地，噴射器切斷閥可以是開/關閥。在這種情況下，濾罐抽取閥對于調整流入噴射器吸入口的流是有用的。
[0010]以此方式，當總發動機燃料供給從最大發動機燃料供給狀況轉換到最小發動機燃料供給狀況時，來自燃料系統濾罐的抽取流速和接收抽取流的位置可以被調整，使得抽取燃料蒸汽構成固定的預選比例的總發動機燃料供給。該方法允許當濾罐為高負載并且發動機燃料供給速率較高時，濾罐被逐漸抽取。該方法還允許當濾罐為低負載并且發動機燃料供給速率較低時，通過使更多空氣流過濾罐，以此更完全地抽取濾罐。通過將抽取流維持為固定比例的總發動機燃料供給，即使當發動機燃料供給速率變化時，通常也能夠在濾罐處使用較高的抽取流速。這允許對濾罐進行更完全的抽取，從而提高濾罐吸附效率和廢氣排放。另外，通過實現更高的抽取速率，較大比例的發動機燃料可以被提供為燃料蒸汽，從而減少所需的液體燃料供給，并且提供燃料經濟性。通過使用比率抽取，抽取燃料質量速率隨著總發動機燃料質量速率而成比例增加，直到當燃料蒸汽存儲系統達到管道相關的流限制時的點。在這種情況下，是管道，而不是經典的“最大允許抽取燃料質量速率”限制，限制了進一步抽取流速。
[0011]應該理解，提供以上
【發明內容】
是為了以簡化的形式介紹一批概念，這些概念在【具體實施方式】中進一步描述。這并不意味著識別了要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由【具體實施方式】之后的權利要求唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決上面或者在本公開的任何部分中指出的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0012]圖1-3示出被配置用于將燃料蒸汽從燃料系統抽取到發動機的發動機系統的示例實施例。
[0013]圖4示出用于調整從濾罐到發動機進氣的燃料流速，使得抽取蒸汽構成預選比例的總發動機燃料供給的示例方法。
[0014]圖5-6示出根據本公開的來自濾罐的抽取流和總發動機燃料供給之間的示例關系O
[0015]圖7示出根據本公開的示例濾罐抽取操作。
[0016]圖8-9示出用于抽取空燃比控制的示例框圖。
【具體實施方式】
[0017]提供了用于改進耦接在發動機系統(例如，圖1-3的發動機系統)中的燃料系統濾罐的完全抽取的方法和系統。發動機控制器可以被配置為執行控制例程，例如圖4的示例例程，以當發動機工況改變時調整濾罐的抽取，使得從抽取燃料蒸汽提供預選比例的總發動機燃料供給。特別地，來自濾罐的燃料流速可以隨著濾罐負載改變而改變，使得來自濾罐的發動機燃料部分被保持在預選比例周圍(圖5-6)。在圖7中描述了示例濾罐抽取操作。在圖7-8示出抽取空燃比控制的示例框圖。
[0018]現在提供本文所用術語的說明。如本文使用的，總發動機空氣質量速率是從所有來源進入發動機的空氣(包括經過燃料蒸汽存儲濾罐的空氣)的質量流速。如本文使用的，總發動機燃料質量速率是從所有來源進入發動機的燃料(包括來自燃料蒸汽存儲濾罐的燃料)的質量速率。如本文使用的，抽取空氣質量速率是通過濾罐排氣閥進入濾罐的空氣的質量速率。如本文使用的，抽取燃料速率是離開濾罐并且經由濾罐抽取閥吸收到發動機中的燃料的質量速率。如本文使用的，總發動機空燃比是總發動機燃料質量速率除以總發動機空氣質量速率。如本文使用的，歸一化總發動機空燃比是總發動機空燃比除以化學計量空燃比。在本文中這也被稱為phi。如本文使用的，抽取空燃比被計算為抽取燃料速率除以抽取空氣速率。如本文使用的，歸一化抽取空燃比被計算為抽取空燃比除以化學計量空燃比。在本文中這也被稱為phi_purge。
[0019]轉到圖1，其示出包括發動機12的示例發動機系統10。在本示例中，發動機12是車輛的火花點火發動機，該發動機包括多個氣缸(未示出)。在每個氣缸中的燃燒事件驅動活塞，活塞繼而使曲軸旋轉，如本領域技術人員所熟知的。進一步地，發動機12可以包括多個發動機閥，用于控制多個氣缸中的氣體的進氣和排氣。
[0020]發動機12包括控制系統46。控制系統46包括控制器50，控制器50可以是發動機系統的任何電子控制系統，或者發動機系統被安裝在其中的車輛的任何電子控制系統。控制器50可以被配置為至少部分地基于來自發動機系統內的一個或多個傳感器51的輸入來進行控制決定，并且可以基于該控制決定來控制致動器52。例如，控制器50可以將計算機可讀