CN109322767B 控制发动机气流的方法和系统 （福特全球技术公司）

US2015275826A1,201US2011146631A1,2011.本申请涉及用与具有与文丘里管串联且与主进气节气门并联布置的辅助节气门的控制发(CPV)、与文丘里管串联耦接的辅助节气门以及与辅助节气门并联布置的主进气节气门中的每致动CPV以经由燃料蒸气罐向发动机供应气流，同时保持主节气门和与主节气门并联且与文丘2致动罐吹扫阀即CPV以经由燃料蒸气罐向所述发动机供应气流，同时保持主节气门和其中所述文丘里管是射流器，其中所述辅助节气门耦接在2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于发3.根据权利要求2所述的方法，其还包括响应于所述燃料蒸气罐的流出物的空燃比为调整所述CPV的所述占空比以增加所述CPV的打开量并且实现所4.根据权利要求1所述的方法，其中致动所述CPV以经由供应气流响应于所述燃料蒸气罐的流出物的空燃比为稀同时所述发动机的发动机功率需6.根据权利要求5所述的方法，其还包括响应于所述确定的空气质量流量小于所述期7.根据权利要求5所述的方法，其还包括响应于所述确定的空气质量流量大于所述期8.根据权利要求7所述的方法，其还包括响应于实现所述确定的空气质量流量所需的所述第一附加空气质量流量大于所述期望的进气歧管压力下的最大可能的辅助节气门流辅助节气门，其与所述主节气门并联布置并且与第一文丘里管串丘里管定位在与所述进气通道并联布置的第一通道中的所述辅助节气3在发动机怠速操作期间并且响应于所述燃料蒸气罐中的流出物响应于所述期望的空气质量流量小于第二阈值流量，完全打开所述第一CPV并且增加响应于所述期望的空气质量流量小于第三阈值流量，完全打开所述第一CPV和所述辅10.根据权利要求9所述的系统，其中所述计算机可读指令还包括用于以下操作的指在所述发动机怠速操作期间并且响应于所述燃料蒸气罐中的流出物的所述空燃比为管的对应的期望的空气质量流量，并且增加所述第一CPV的所述打开量以获得所述期望的响应于所述期望的空气质量流量小于所述第二阈值流量，完全打开所述第一CPV并且响应于所述期望的空气质量流量小于所述第三阈值流量，完全打开所述第一CPV和所11.根据权利要求9所述的系统，其中所述计算机可读指令还包括用于以下操作的指在非怠速期间的发动机操作期间，当发动机负载超过阈值负随着所述发动机功率需求增加，渐进地打开所述辅助节气位置包括所述主节气门完全关闭和所述辅助4三通道耦接在所述第一CPV上游的所述第二通道与第四通道之间，所述第四通道耦接在所五通道耦接在压缩机上游的所述进气通道与增压空气冷却器下游和所述主节气门上游的5主进气节气门并联布置的辅助节气门的协调控制而控制来自燃料蒸气罐的吹扫流和到发[0004]Orzel等人在美国专利No.5,215,055中示出了一种用于在怠速期间吹扫燃料蒸气怠速速度和旁路节气门的位置来控制从罐到发动机的吹扫流可能减少吹扫燃料蒸气罐的蒸气可能随时间积聚并且燃料蒸气罐的吹扫可动罐吹扫阀(CPV)以经由燃料蒸气罐向发动机供应气流，同时保持主节气门和与主节气门6压力不能通过完全打开辅助节气门和CPV而获得，则主节气门的开度可以增大并且被调制[0009]图2示出了用于在发动机怠速操作期间渐进地打开燃料蒸气罐吹扫阀、文丘里管节气门和主节气门以将气流递送到发动机进气系统的方[0010]图3示出了用于在发动机未处于怠速时基于发动机功率需求渐进地打开燃料蒸气[0012]图5示出了用于罐吹扫阀、文丘里管和主节气门中的每一个的通过所选择的阀的[0013]图6示出了基于到进气歧管的期望的空气质量流量渐进地打开罐吹扫阀、文丘里节气门并联布置的辅助节气门的协调控制而控制来自燃料蒸气罐的吹扫流和到发动机的7通过完全打开CPV和辅助节气门中的每一个仍然不能来获得期望的空气质量流量，则发动机进气通道中的主节气门可以被打开并且用于将到发动机汽缸的空气质量流量控制为期法所示。在图5中示出了作为进气歧管真空度和阀的开度百分比或占空比百分比的函数的CPV、辅助节气门(在本文也称为文丘里管或射流器节动机进气系统23包括经由进气通道118流体耦接到发动机进气歧管116的节气门(在本文称[0016]空气滤清器174定位在进气通道118中的节气门114的上游。发动机排气装置25包[0017]节气门114可以位于增压装置(诸如涡轮增压器50或机械增压器)的压缩机126下游的进气通道118中。涡轮增压器50的压缩机126可以布置在进气通道118中的空气滤清器排气涡轮54。压缩机126可以被配置成将大气压下的进气抽吸到空气进气系统(AIS)173中166可以致动压缩机旁路阀以打开(并且8[0020]燃料蒸气回收系统154包括燃料蒸气保持装置，其在本文被描绘为燃料蒸气罐器(ELCM)(未示出)可以设置在通气孔136允许燃料蒸气罐104保持在低压或真空下而不增加来自箱的燃料蒸发率(否则如果燃料箱蒸气沿导管150的流动。通过CPV158的CPV螺线管的打开/关闭占空比可以确机工况而确定，该发动机工况包括例如罐流出物的空燃比和/或期望的进气歧管真空度或用以实现期望的进气歧管真空度而进入进气歧管116的对应的期望的质量空气流量。通过9动机操作期间，所储存的蒸气可以经由燃料蒸气吹扫系统171被释放回到进入的空气充气[0024]导管150耦接到射流器系统141中的射流器140的吸入端口并且包括在射流器140[0025]导管151在止回阀170与CPV158之间的导管150内的位置处并且在节气门114下游[0026]另一个导管180将导管150耦接到耦接在并联导管182内的文丘里管183。如图1所其与文丘里管183串联耦接并紧邻文丘里管183。文丘里管183和辅助节气门184与节气门和导管151(其耦接到节气门114下游的进气通道118(和/或进气歧管116))中的每一个并且[0027]导管185在燃料蒸气罐104与CPV158之间的方位处耦接在第三止回阀(CV3)181下[0028]返回到射流器系统141，导管148可以在第一端口或入口142(动力流入口)处耦接到射流器140。射流器140包括将射流器140耦接到导管150的第二端口144(吸入流端口)或[0029]射流器140还可以经由连接部或导管152在压缩机126上游的位置处耦接到进气导射流器的空气流可以产生真空，使得在增压的工况期间经由端口144向导管150提供真空。[0032]在选择发动机和/或车辆工况期间，诸如在已经达到排放控制装置起燃温度之后蒸气吹扫系统171内的压力可以通过通气孔13端口142流动。具体地，节气门入口压力(在117处测量的)导致燃料蒸气流过喉部(例如孔在通过喷嘴之后，燃料蒸气和空气在端口146处排出射流器140并且流过导管152到达进气体地，由于在从辅助节气门184到射流器183耦接到导管180的位置的方向上会聚的射流器183中的孔口的取向，射流器183的动力流在最靠近辅助节气门184的喷射器入口处进入并[0035]在一个示例中，射流器183可以在节气门114的入口与进气歧管116之间具有3g/s大气进气状况(其中进气歧管压力比大气压力大阈值量)起经由出口端口146被抽吸出射流器并且在压缩机126上游的位置处进入进气通道118。然后压缩机126的操作将来自射流器140的流体和燃料蒸气抽吸到进气通道118中并且通过压[0039]车辆系统100还可以包括控制系统160。控制系统160被示出从多个传感器162(其各种示例在本文描述)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器164(其各种示例在本而触发图1的致动器。例如，调整节气门114或辅助节气门184的开度可以包括调整节气门(例如，曲轴箱吹扫阀)137将来自发动机112的曲轴箱的燃料蒸气排放到进气歧管116的通[0041]在一些示例中，车辆系统100可以是具有可用于一个或多个车辆车轮55的多个扭[0043]图2示出了用于在不同的发动机工况期间渐进地打开燃料蒸气罐吹扫阀、文丘里管节气门和主节气门以将气流递送到发动机进气系统的方法200的流程图。燃料蒸气罐吹图1中所示的辅助节气门184和文丘里管183。射流器节时和/或当发动机转速低于发动机怠速速度时(例如，当车辆静止时)，发动机可以怠速操物的空燃比(AFR)调整发动机的(一个或多个)CPV(例如，图1中所示的CPV158和/或CPV器向这些阀中的一个或多个的致动器发送电子信号以根据发动机功率需求和燃料蒸气罐器可以确定发送到辅助节气门的致动器的控制信号，诸如基于发动机功率需求(其可以基于加速踏板位置或发动机扭矩需求)和燃料蒸气罐的AFR(其可以基于从耦接在燃料蒸气罐内部或附近的氧传感器接收的信号)的确定而确定的辅助节气门的节流板的位置。以下参机怠速状况期间确定期望的进气歧管真空度和到进气歧管的对应的期望的空气质量流量。[0046]在210处，该方法包括确定燃料蒸气罐(诸如图1所示的燃料蒸气罐104)的内容物量AFR的比)。控制器可以从耦接到罐的氧传感器(诸如图1所示的氧传感器159)和/或定位在燃料蒸气罐的出口下游的氧传感器的输出端确定燃料蒸气罐的空燃比(AFR)。在另一个自上次燃料加注事件以来的持续时间以及自燃料蒸气罐的上次吹扫事件以来的持续时间来自罐的吹扫流(例如，流出物)的AFR和发动机汽缸处的燃料供给需求来计量(一个或多使用查找表的计算来确定占空比，其中输入是燃料蒸气罐流出物AFR和燃料供给需求并且后可以生成被发送到CPV的致动器的控制信号。控制器可以附加地或可替代地跟踪进气歧[0048]在216处，该方法包括确定到进气歧管的期望的空气质量流量是否小于期望的进气质量流量。最大CPV流量可以是在期望的进气歧管真空度(如在208处确定的)下通过CPV且然后在发动机操作期间由控制器参考以对于确定的期望的进气歧管真空度来确定或查气歧管真空度下通过CPV的最大可能的流量，则仅调整CPV(或一个或多个CPV)可以将期望的空气质量流量和进气歧管真空度提供给进气歧管。该方法然后继续到218以关闭(例如，完全关闭)主节气门和射流器节气门并且调整(一个或多个)CPV的打开量(诸如调整打开/开(一个或多个)CPV(例如，以100％占空比操作CPV)或者以100％和0％之间(诸如50％)的占空比(例如，如图5中所示)之间存储的关系来确定用以实现到进气歧管的期望的空气质在另一个实施例中，在218处调整(一个或多个)CPV的开度可以包括调整图1中所示的第一当燃料蒸气罐的流出物为富并且(到发动机汽缸的)空气流量相对低时，只有CPV158可以在期望的进气歧管真空度下通过射流器节气门的最大可能的空气质量流量(例如，当射流或函数/等式)或一个或多个查找表来确定期望的进气歧管真空度下的最大射流器节气门望的进气歧管真空度来说通过射流器节气门的最大可能的流量(以100％打开)。如果所需射流器节气门的打开量(除了完全打开的CPV之外)可以将期望的空气质量流量和进气歧管多个)CPV完全打开，并且调整射流器节气门的打开量(诸如调整射流器节气门的节流板的位置以通过射流器节气门增加打开量)以获得实现到进气歧管的期望空气质量流量所需的系(例如，如图5处所示)来确定实现所需附加流量的射流器节气门的开度百分比(或打开期望的空气质量流量所需的附加流量，然后调整主节气门的打开量以实现所需的附加流的进气歧管真空度下通过射流器节气门与(一个或多个)CPV中的每一个的最大流量的总和控制器参考以确定或查找主节气门的开度百分比以实现在确定的期望的进气歧管真空度[0052]继续到图3，示出了用于在发动机未处于怠速时基于发动机功率需求渐进地打开时间和/或上次燃料加注事件的持续时间中的一个或多个可以测量或估计燃料蒸气罐的负条件，则方法继续到310以保持(一个或多个)CPV关闭(并且不吹扫来自燃料蒸气罐的燃料蒸气)并且通过调整射流器节气门和主节气门的位置继续控制发动机气流(在一个示例中，[0054]可替代地，如果在308处满足用于从燃料蒸气罐吹扫蒸气的条件，则方法继续到312以打开系统的一个或多个CPV，并且然后基于吹扫流(离开罐的流出物)的AFR和发动机(进入进气歧管)和空气压力(大气压力和/或进气歧管内的空气的初始压力CPV的占空比，该占空比将期望的空气质量流量递送至进气歧管。所存储的关系可以是等[0056]该方法然后进行到318以确定到进气歧管和发动机汽缸的所确定的期望的空气质力并且处于最大占空比，控制器可以使用所存储的关系来查找或计算通过(一个或多个)CPV的最大可能的空气质量流量(如上面参考图2和下面参考图5所述的)。如果期望的空气望的空气质量流量不大于第一阈值，则方法继续到320以保持主节气门和射流器节气门关控制发动机气流。该方法然后进行到324以确定到进气歧管的确定的期望空气质量流量是或多个)CPV的最大可能的空气质量流量与通过射流器节气门的最大可能的空气质量流量气质量流量(如上面参考图2和下面参考图5所述的)。如果期望的空气质量流量大于通过(一个或多个)CPV和射流器节气门的最大空气质量流量，则可以需要附加气流以达到期望管压力和射流器节气门的开度百分比之间的存储的关系调整射流器节气门的开度百分比[0059]以这种方式，用于发动机的方法可以包括致动罐吹扫阀(CPV)以经由燃料蒸气罐经由燃料蒸气罐向发动机供应气流响应于燃料蒸气罐的流出物的空燃比为稀同时发动机量流量大于期望的进气歧管压力下的最大可能的CPV流量，该方法可以包括完全打开CPV，现确定的空气质量流量所需的附加空气质量流量大于期望的进气歧管压力下的最大可能多个)CPV、射流器节气门和主节气门)可以针对正常运行进行诊断并且确定它们是否处于[0061]如果在404处满足用于执行(一个或多个)CPV、射流器节气门和/或主节气门的阀且测量在致动期间通过所选择的(一个或多个)阀(或在阀的上游或下游的通道中)的空气多个部件劣化，则该方法可以继续到412以将劣化的(一个或多个)阀设置为默认或无动力[0062]图5示出了用于罐吹扫阀、射流器节气门和主节气门中的每一个的通过所选择的选择的阀的最大空气质量流量和/或确定期望的进气歧管真空度下的所选择的阀的阀开度百分比或占空比以及到进气歧管的所需的附加空气质量流量(以实现进气歧管处的总的期不同开度百分比或占空比下的附加曲线是可能的并且可以呈现并存储在控制器存储器内。且可以包括用于特定开度百分比或占空比的项。线506示出了20％打开节气门位置，曲线508示出了40％打开节气门位置，曲线510示出了线518针对完全关闭的(0％打开但是有一些泄漏)节气门位置，曲线520示出了20％打开节即使进气歧管真空度进一步增加。如曲线图503中所示，由于射流器节气门包括与喷射器则控制器可以根据曲线图503确定射流器节气门的开度百分比应该大约为40％打开(曲线[0067]图6示出了基于到进气歧管的期望的空气质量流量渐进地打开罐吹扫阀、射流器料蒸气罐流出物空燃比(AFR)相对于化学计量空燃比610的变化，曲线图612处的到进气歧管的期望的空气质量流量的变化，曲线图613处的递送到进气歧管的实际空气质量流量的[0068]在时间t1之前，发动机功率需求可以相对低(曲线图602)并且发动机转速低于发(曲线图608)，所以控制器可以打开CPV并且基于燃料供给需求和罐AFR调整CPV的打开量为稀并且到进气歧管的期望的空气质量流量大于期望的进气歧管真空度下的最大CPV流望的空气质量流量可以在时间t3达到第一阈值，在时间t3不能通过仅打开CPV而获得期望t4处达到其最大的100％开度。响应于期望的空气质量流量在时间t4处继续增加到第二阈只有在完全打开CPV和射流器节气门之后，主节气门才用于将发动机功率需求和期望的空射流器节气门，并且然后打开主节气门以便获得到进气歧管的期望的空气质量流量的示气门与主节气门并联并且与文丘里管串联布置(如时间t2和t3之间所示)；响应于CPV的最大流量低于所确定的空气流量，完全打开CPV并且增大辅助节气门的开度以实现确定的空气流量(如在时间t1与时间t2之间以及时间t3与时间t4之间所示)；以及响应于CPV的最大流量和辅助节气门的最大流量的组合低于确定的空气流量，完全打开CPV和辅助节气门中示例中，调整CPV的开度以将确定的空气流量供应至进气歧管响应于发动机怠速状况以及计量更富，首先基于发动机处的燃料供给需求调整CPV的开度以将来自燃料蒸气罐的蒸气空气流量来调整打开量(如时间t1之前以接的辅助节气门以及具有流体耦接到文丘里管的罐吹扫阀(CPV)的燃料蒸气回收系统的发动机系统以将需求的气流和/或进气歧管真空度递送到发动机汽缸上游的进气歧管。具体歧管递送期望的进气歧管真空度(在怠速期间)或进气歧管压力(在非怠速状况期间)。例射流器节气门的附加开度不能获得期望的空气质量流量时，在完全打开CPV和射流器节气[0073]作为一个实施例，一种用于发动机的方法包括致动罐吹扫阀(CPV)以经由燃料蒸并且在流出物变稀时，调整CPV的占空比以增加CPV的打开量并且实现期望的进气歧管压致动CPV以经由燃料蒸气罐向发动机供应气流响应于燃料蒸气罐的流出物的空燃比为稀同时发动机的发动机功率需求大于阈值，并且其中期望的进气歧管压力基于发动机功率需门和主节气门关闭。该方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且还包括响应于确定的空气质量流量大于期望的进气歧管压力下的最大可能的CPV流气质量流量所需的附加空气质量流量大于期望的进气歧管压力下的最大可能的辅助节气由燃料蒸气罐将确定的空气流量供应到进气歧管，同时保持主节气门和辅助节气门关闭，辅助节气门与主节气门并联布置并且与文丘里管串联布置；响应于CPV的最大流量低于所示例中，调整CPV的开度以将确定的空气流量供应到进气歧管响