用于燃料蒸汽管理的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及来自增压发动机中的燃料系统滤罐的燃料蒸汽的抽取(purge)。
【背景技术】
[0002]车辆排放控制系统可以被配置为将来自燃料箱再加燃料和每日发动机运行的燃料蒸汽存储在活性碳滤罐中。在随后的发动机运行期间，所存储的蒸汽可以被抽取到它们被燃烧的发动机中。例如，可以使用在发动机旋转期间产生的进气歧管真空来吸入所存储的燃料蒸汽。作为另一个示例，可以直接或间接使用增压进气来将燃料蒸汽抽取至发动机。
[0003]在滤罐抽取期间，发动机控制系统可能试图尽可能快且尽可能完全地抽取滤罐。然而，可能遇到与维持发动机空燃比以及发动机空气流速有关的各种抽取限制。作为一个示例，当滤罐几乎充满和/或当环境状况为热时，滤罐抽取速率可能被限制到发动机燃料喷射速率的一小部分。在另一示例中，当滤罐部分充满或当环境状况为冷时，并且同时发动机处于低负载怠速状况，滤罐抽取速率可能基于能够由发动机吸收的空气量而被限制。因此，如果进入发动机的未节流的空气量变得太大，则燃料消耗会增加以将发动机维持在化学计量。作为进一步的示例，当滤罐几乎充满和/或当在环境状况为冷时，滤罐抽取速率可能被滤罐抽取阀的流速限制。各种限制使得当发动机的空气流速例如由于节气门关闭事件而下降时，从滤罐到发动机进气的燃料流能够被迅速降低。
[0004]然而，发明人在此已经认识到，施加在滤罐抽取流速上的限制会导致滤罐抽取不足，这使废气排放退化。发明人已经认识到，通过在工况上将抽取流调节到一定义比例的进气空气流，可以在更大范围的工况上应用较高的抽取速率。例如，在滤罐负载较高的抽取状况期间，例如当滤罐几乎充满时，由于到发动机的空气流较高并且燃料消耗速率较高，因此能够容忍较高的抽取速率。在滤罐负载较低的状况期间，例如当滤罐几乎是空的，可以使用较高的抽取流速来更完全地使滤罐变空，而不会产生过度燃料供给问题。
[0005]因此，按照惯例，抽取燃料流速已经是抽取控制的焦点。然而，发明人已经认识到，可以改为通过关注归一化抽取空燃比(或phi_purge)来改善抽取控制。关注phi_purge允许在给定的抽取周期上的较高的净抽取流速。因此，第一限制变为Phi_purge，而不是抽取燃料流速。接着，第二限制是抽取燃料速率和发动机在有意增加燃料消耗的情况下能够吸收的抽取空气速率的总和。
【发明内容】
[0006]因此，在一个示例中，可以在发动机工况的更大范围内使用一种用于发动机的方法更完全地执行滤罐抽取，该方法包括:在压缩机上游的第一位置和进气节气门下游的第二位置中的每一处从燃料滤罐系统接收抽取流，并且调整抽取流为预选比例的总发动机燃料。以此方式，可以启用比率抽取。
[0007]作为一个示例，在抽取状况下，通过滤罐的抽取流可以被调整为使得抽取燃料蒸汽构成总发动机燃料的固定预选部分，例如大致20%。因此，当发动机燃料供给随着发动机负载从最小发动机燃料供给变化到最大发动机燃料供给时，总发动机燃料的燃料蒸汽分数可以被维持。因此，随着总发动机燃料的增加或减少，抽取流可以被相应地调整。来自燃料喷射器的发动机的液体燃料供给可以被调整以提供剩余的燃料分数。因此，抽取流也可能受滤罐负载的影响。因此，为了维持预选的燃料蒸汽分数，当滤罐负载较高时，可以应用较低的抽取流速，而当滤罐负载较低时，可以应用较高的抽取流速。另外，随着滤罐负载减小，燃料蒸汽分数可以降低，并且液体燃料分数可以相应地被增加，以维持空燃比。
[0008]基于工况还可以调整抽取的位置。具体地，抽取流可以被吸入进气压缩机上游(以及进气节气门上游)的第一位置或进气节气门下游(以及进气压缩机下游)的第二位置。在一些实施例中，抽取流的一部分可以被引导到第一位置，而抽取流的剩余部分被引导到第二位置。该引导可以基于发动机工况，包括增压压力和歧管压力。当歧管压力较低时(例如，高发动机负载)，可以使用发动机进气真空将抽取蒸汽吸入节气门下游的进气口，同时将抽取燃料分数保持在确定的比例。当歧管压力较高时(例如，低发动机负载)，可以使用压缩机旁路流在抽气机处吸入真空，抽气机真空被用来在压缩机上游以确定的比例抽取燃料蒸汽。
[0009]在发动机进气流较高时的发动机工况期间，进气流可以不受限制并且总发动机燃料供给需求可以较高。因此，可以使用进气真空，但是以较低的归一化抽取空燃比，将较大绝对量的抽取燃料蒸汽从高负载的滤罐吸入发动机中，在节气门下游。因此，当滤罐负载较高时，并且气流并不被限制(例如，当增压正在构建)时，滤罐抽取阀打开程度可以被增加，使得抽取燃料蒸汽能够经由第一抽取导管被吸入发动机进气口中，在进气节气门下游的位置。随着滤罐负载减小，并且当发动机仍在非增压运行时，应用较高的滤罐气流速率以维持相同的抽取蒸汽燃料质量速率或归一化抽取空燃比。通过几乎为空的滤罐的气流增加有利地使滤罐温暖，从而提高了来自滤罐的燃料蒸汽的解吸附并且改善了滤罐的完全抽取。在发动机负载较低并且发动机进气流较低的发动机工况期间，进气流可以受到限制，并且发动机可以增压运行。在这种状况期间，可以通过调整喷射器切断阀的位置以控制在喷射器处的动力流和真空生成，以此将抽取引导到压缩机上游的位置。通过改变喷射器真空，到上游位置的抽取流可以被调整，使得总发动机燃料供给的预选比例经由抽取流提供，其中抽取流速随着滤罐负载减小而增加。替换地，喷射器切断阀可以是开/关阀。在这种情况下，滤罐抽取阀对于调整流入喷射器吸入口的流是有用的。
[0010]以此方式，当总发动机燃料供给从最大发动机燃料供给状况转换到最小发动机燃料供给状况时，来自燃料系统滤罐的抽取流速和接收抽取流的位置可以被调整，使得抽取燃料蒸汽构成固定的预选比例的总发动机燃料供给。该方法允许当滤罐为高负载并且发动机燃料供给速率较高时，滤罐被逐渐抽取。该方法还允许当滤罐为低负载并且发动机燃料供给速率较低时，通过使更多空气流过滤罐，以此更完全地抽取滤罐。通过将抽取流维持为固定比例的总发动机燃料供给，即使当发动机燃料供给速率变化时，通常也能够在滤罐处使用较高的抽取流速。这允许对滤罐进行更完全的抽取，从而提高滤罐吸附效率和废气排放。另外，通过实现更高的抽取速率，较大比例的发动机燃料可以被提供为燃料蒸汽，从而减少所需的液体燃料供给，并且提供燃料经济性。通过使用比率抽取，抽取燃料质量速率随着总发动机燃料质量速率而成比例增加，直到当燃料蒸汽存储系统达到管道相关的流限制时的点。在这种情况下，是管道，而不是经典的“最大允许抽取燃料质量速率”限制，限制了进一步抽取流速。
[0011]应该理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一批概念，这些概念在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着识别了要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或者在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0012]图1-3示出被配置用于将燃料蒸汽从燃料系统抽取到发动机的发动机系统的示例实施例。
[0013]图4示出用于调整从滤罐到发动机进气的燃料流速，使得抽取蒸汽构成预选比例的总发动机燃料供给的示例方法。
[0014]图5-6示出根据本公开的来自滤罐的抽取流和总发动机燃料供给之间的示例关系O
[0015]图7示出根据本公开的示例滤罐抽取操作。
[0016]图8-9示出用于抽取空燃比控制的示例框图。
【具体实施方式】
[0017]提供了用于改进耦接在发动机系统(例如，图1-3的发动机系统)中的燃料系统滤罐的完全抽取的方法和系统。发动机控制器可以被配置为执行控制例程，例如图4的示例例程，以当发动机工况改变时调整滤罐的抽取，使得从抽取燃料蒸汽提供预选比例的总发动机燃料供给。特别地，来自滤罐的燃料流速可以随着滤罐负载改变而改变，使得来自滤罐的发动机燃料部分被保持在预选比例周围(图5-6)。在图7中描述了示例滤罐抽取操作。在图7-8示出抽取空燃比控制的示例框图。
[0018]现在提供本文所用术语的说明。如本文使用的，总发动机空气质量速率是从所有来源进入发动机的空气(包括经过燃料蒸汽存储滤罐的空气)的质量流速。如本文使用的，总发动机燃料质量速率是从所有来源进入发动机的燃料(包括来自燃料蒸汽存储滤罐的燃料)的质量速率。如本文使用的，抽取空气质量速率是通过滤罐排气阀进入滤罐的空气的质量速率。如本文使用的，抽取燃料速率是离开滤罐并且经由滤罐抽取阀吸收到发动机中的燃料的质量速率。如本文使用的，总发动机空燃比是总发动机燃料质量速率除以总发动机空气质量速率。如本文使用的，归一化总发动机空燃比是总发动机空燃比除以化学计量空燃比。在本文中这也被称为phi。如本文使用的，抽取空燃比被计算为抽取燃料速率除以抽取空气速率。如本文使用的，归一化抽取空燃比被计算为抽取空燃比除以化学计量空燃比。在本文中这也被称为phi_purge。
[0019]转到图1，其示出包括发动机12的示例发动机系统10。在本示例中，发动机12是车辆的火花点火发动机，该发动机包括多个气缸(未示出)。在每个气缸中的燃烧事件驱动活塞，活塞继而使曲轴旋转，如本领域技术人员所熟知的。进一步地，发动机12可以包括多个发动机阀，用于控制多个气缸中的气体的进气和排气。
[0020]发动机12包括控制系统46。控制系统46包括控制器50，控制器50可以是发动机系统的任何电子控制系统，或者发动机系统被安装在其中的车辆的任何电子控制系统。控制器50可以被配置为至少部分地基于来自发动机系统内的一个或多个传感器51的输入来进行控制决定，并且可以基于该控制决定来控制致动器52。例如，控制器50可以将计算机可读