СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ С НАДДУВОМ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ
OPERATING METHOD OF ENGINE WITH SUPERCHARGING (EMBODIMENTS) AND ENGINE SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к системам и способам для улучшения продувки топливных паров из адсорбера топливных паров.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Топливные системы транспортных средств включают в себя системы улавливания топливных паров, выполненные с возможностью снижения выброса топливных паров в атмосферу. Например, углеводороды (УВ), испарившиеся из топливного бака, могут быть накоплены в адсорбере топливных паров, наполненном адсорбирующим веществом, которое адсорбирует и накапливает пары. Позже, когда двигатель находится в рабочем состоянии, система улавливания топливных паров может обеспечивать продувку паров во впускной коллектор двигателя для использования их в качестве топлива.
Продувка топливных паров из адсорбера топливных паров может включать в себя открытие продувочного клапана адсорбера, соединенного с трубопроводом между адсорбером топливных паров и впускным коллектором. В ходе операции продувки вакуум или отрицательное давление во впускном коллекторе может затягивать воздух через адсорбер топливных паров, обеспечивая десорбцию топливных паров из адсорбера. Эти десорбируемые топливные пары могут проходить через продувочный клапан адсорбера во впускной коллектор. Таким образом, продувочный клапан адсорбера может регулировать поток топливных паров во впускной коллектор через звуковое сопло, расположенное последовательно с продувочным клапаном адсорбера. Соответственно, звуковое сопло может функционировать как ограничитель потока в тракте продувки между клапаном и впускным коллектором.
В двигателях с наддувом при условиях наддува, когда компрессор находится в рабочем состоянии, во впускном коллекторе может иметь место положительное давление. При этом эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, может создавать вакуум, который может использоваться для вытягивания накопленных топливных паров из адсорбера топливных паров. Однако, продувочный поток через эжектор может быть ниже, т.к. звуковое сопло в продувочном клапане адсорбера может чрезмерно ограничивать продувочный поток адсорбера во всасывающий порт эжектора. Соответственно, производительность эжектора в плане продувки адсорбера топливных паров может быть сильно уменьшена из-за наличия звукового сопла в тракте потока.
Примерный подход, демонстрирующий улучшенную операцию продувки, показан Стефани (Stephani) в документе DE 011084539. В данном документе эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, непосредственно взаимодействует с адсорбером топливных паров так, что топливные пары продувают в эжектор из адсорбера топливных паров без прохождения через продувочный клапан адсорбера. Путем непосредственного соединения адсорбера топливных паров с эжектором, может быть обойден дозирующий эффект звукового сопла в продувочном клапане адсорбера. Отводной клапан в перепускном канале компрессора регулирует поток через эжектор и, тем самым, продувку адсорбера топливных паров.
Авторы настоящего изобретения выявили потенциальные проблемы, связанные с вышеупомянутым подходом. Подход в DE 102011084539 главным образом используется при условиях с частотой вращения, отличной от холостого хода, когда эжектор может создавать вакуум для вытягивания продуваемых топливных паров. Таким образом, уровни наддува должны быть достаточны для генерации достаточного количества вакуума на эжекторе для вытягивания продуваемых топливных паров. Поэтому, при низких уровнях наддува эффективность продувки может снижаться. Соответственно, вакуум в коллекторе в условиях холостого хода может быть не достаточным для продувки адсорбера.
Авторы настоящего изобретения выявили вышеуказанные проблемы и определили подход для по меньшей мере частичного их решения. Согласно одному примеру подхода, способ может содержать шаги, на которых: в условиях с наддувом создают вакуум путем рециркуляции сжатого воздуха через эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, подают первую часть вакуума в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера; и подают вторую, оставшуюся часть вакуума в продувочную магистраль выше по потоку от продувочного клапана адсорбера.
Способ может дополнительно или альтернативно содержать шаг, на котором регулируют соотношение первой части вакуума относительно второй части вакуума, подаваемого на основе одного или более из следующих параметров: загруженность адсорбера, время с момента предыдущей продувки, уровень вакуума во впускном коллекторе и уровень наддува. Регулирование соотношения в некоторых примерах может включать в себя шаг, на котором при увеличении загруженности адсорбера увеличивают первую часть вакуума, подаваемого в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера, относительно второй части вакуума, подаваемого в продувочную магистраль выше по потоку от продувочного клапана адсорбера.
В другом представлении способ для двигателя с наддувом может содержать: при первом условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера, при втором условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора, установленного в перепускном канале компрессора, при этом поток накопленных топливных паров направляют через перепускной канал в обход продувочного клапана адсорбера; и при третьем условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора и во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера, при этом поток накопленных топливных паров направляют во всасывающий порт эжектора через продувочный клапан адсорбера и через обратный клапан.
В некоторых примерах при первом условии накопленные топливные пары могут не проходить через перепускной клапан, установленный в перепускном канале, или через обратный клапан, при этом при втором условии накопленные топливные пары могут не проходить через продувочный клапан или через обратный клапан, и при этом при третьем условии накопленные топливные пары не текут через перепускной клапан. Альтернативно, первое условие может включать в себя работу двигателя с естественным всасыванием, и при этом второе и третье условия могут включать в себя работу двигателя с наддувом, при этом уровень наддува при втором условии выше уровня наддува при третьем условии.
Таким путем, количество топливных паров, которые могут быть продуты из адсорбера топливных паров при условиях наддува в двигателе с турбонаддувом, может быть увеличено. Дополнительно, может быть увеличено количество топливных паров, которые могут быть продуты из адсорбера топливных паров при неглубоких уровнях вакуума во впускном коллекторе. Путем соединения эжектора с адсорбером топливных паров через два раздельных тракта потока, один через продувочный клапан адсорбера, а другой через перепускной клапан, продувочный клапан адсорбера может быть обойден, и расход продувочного потока на вход компрессора может быть увеличен в условиях с наддувом, в котором вакуум в коллекторе более низок. Дополнительно, путем управления перепускным потоком компрессора и вакуумом эжектора посредством отсечного клапана эжектора на основе рабочих условий двигателя, производительность двигателя может быть улучшена. В целом, топливная экономичность транспортного средства и соответствие требованиям к выбросам могут быть улучшены.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие изобретения служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено схематическое изображение примера системы двигателя, включающей в себя пример продувочного перепускного клапана адсорбера в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 2А представлен альтернативный вариант осуществления системы двигателя и продувочного перепускного клапана адсорбера по фиг. 1, в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 2В представлен альтернативный вариант осуществления системы двигателя и продувочного перепускного клапана адсорбера по фиг. 1 в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 3 представлена высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая продувочный поток в условиях с наддувом и без наддува.
На фиг. 4 представлена высокоуровневая блок-схема для продувочного потока в условиях с наддувом.
На фиг. 5 представлен график, показывающий сравнение между расходами потоков через эжектор, когда эжектор соединен с местом ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера, и когда эжектор обходит продувочный клапан через перепускной клапан.
На фиг. 6 представлен график, показывающий пример операций продувки в системе двигателя.
Осуществление изобретения
Нижеследующее осуществление изобретения относится к системам и способам для улучшения продувки адсорбера топливных паров, включенной в состав системы двигателя, такой как система двигателя по фиг. 1-2В. Система двигателя может быть двигателем с наддувом, содержащим турбину и компрессор. Адсорбер топливных паров может быть соединен со впускной системой двигателя через продувочный клапан адсорбера, при этом продувочный клапан адсорбера может включать в себя соленоидный клапан и звуковое сопло, помещенное в общий корпус продувочного клапана адсорбера. Накопленные топливные пары в адсорбере топливных паров могут быть продуты во впуск двигателя с помощью двух трактов. При условиях без наддува топливные пары могут быть продуты через соленоидный клапан и через звуковое сопло продувочного клапана адсорбера во впускной коллектор (фиг. 3) При условиях с наддувом топливные пары из адсорбера топливных паров могут быть продуты через эжектор, соединенный с перепускным каналом в обход компрессора (фиг. 3-4). При этом топливные пары могут быть доставлены на вход компрессора и затем во впускной коллектор. Отсечной клапан, установленный в перепускном канале компрессора, может быть отрегулирован для создания эжектирующего потока через эжектор, таким образом производя засасывание и побуждая воздух течь через адсорбер в эжектор (фиг. 3-4).
При условиях с наддувом положение отсечного клапана может регулироваться для регулирования величины продувочного потока из адсорбера топливных паров через эжектор на вход компрессора (фиг. 3 и 6). Пример операций продувки показан на фиг. 6. Кроме того, продувочные газы, текущие в эжектор из адсорбера топливных паров, могут следовать двумя отдельными трактами, при этом поток в каждом тракте может регулироваться посредством клапанов, расположенных в каждом тракте потока. Первая продувочная перепускная магистраль может соединять эжектор с местом выше по потоку от продувочного клапана адсорбера, а продувочный поток через первую продувочную перепускную магистраль может регулироваться посредством перепускного продувочного клапана адсорбера, расположенного в первой продувочной перепускной магистрали. Путем соединения эжектора с местом выше по потоку от продувочного клапана адсорбера, можно добиться увеличенного расхода продувочного потока через эжектор (фиг. 5).
На фиг. 1 показаны аспекты примера системы 100 двигателя, которая может быть включена в состав автомобильного транспортного средства. Система двигателя выполнена с возможностью сжигания топливных паров, накопленных по меньшей мере в одном ее компоненте. Система 100 двигателя включает в себя многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, в целом обозначенный позицией 102, который может приводить в движение автомобильное транспортное средство. Двигатель 102 может управляться по меньшей мере частично с помощью системы управления, содержащей контроллер 112, и с помощью ввода от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В данном примере устройство 132 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для генерации пропорционального положению педали (ПП) сигнала ПП.
Двигатель 102 включает в себя впускной дроссель 165, соединенный по текучей среде с впускным коллектором 144 по ходу впускного канала 142. Воздух может поступать во впускной канал 142 из воздухозаборной системы (ВЗС), включающей в себя воздухоочиститель 133, сообщающийся с внешней средой транспортного средства. Впускной дроссель 165 может включать в себя дроссельную заслонку 192. В данном конкретном примере положение дроссельной заслонки 192 может изменяться контроллером 112 посредством сигнала, подаваемого на электромотор или исполнительный механизм, включенный в состав дросселя 165, при этом данная конфигурация обычно называется электронным управлением дросселем (ЭУД). Таким путем, впускной дроссель 165 может использоваться для изменения впускного воздуха, подаваемого во впускной коллектор 144 и во множество цилиндров.
Датчик 196 барометрического давления может быть соединен со входом впускного канала 142 для обеспечения сигнала барометрического давления (БД). Датчик 162 давления воздуха в коллекторе может быть соединен с впускным коллектором 144 для обеспечения сигнала о давлении воздуха в коллекторе (ДВК) в контроллер 112. Датчик 161 давления на входе дросселя может быть соединен непосредственно выше по потоку от впускного дросселя 165 для обеспечения сигнала о давления на входе дросселя (ДВД) или давлении наддува.
Впускной коллектор 144 выполнен с возможностью подачи впускного воздуха или воздушно-топливной смеси во множество камер 30 сгорания (также называемых цилиндрами 30) двигателя 102. Камеры 30 сгорания могут быть расположены выше картера, заполненного смазочным веществом, (не показан), в котором возвратно-поступательные поршни камер сгорания вращают коленчатый вал (не показан). Камеры 30 сгорания могут снабжать одним или несколькими топливами через топливные форсунки 66. Топлива могут включать в себя бензин, спиртосодержащие топливные смеси, дизельное топливо, биодизельное топливо, сжатый природный газ и т.д. Топливо может подаваться в камеры сгорания посредством непосредственного впрыска (как показано на фиг. 1), впрыска во впускные каналы, впрыска в корпус дроссельного клапана или любые их комбинации. Следует отметить, что на фиг. 1 показана одиночная топливная форсунка 66, и хотя это не показано, каждая камера 30 сгорания может быть соединена с соответствующей топливной форсункой 66. В камерах сгорания горение может инициироваться посредством искрового зажигания и/или компрессионного зажигания. Кроме того, отработавшие газы из камер сгорания 30 могут выходить из двигателя 102 через выпускной коллектор (не показан) в устройство снижения токсичности отработавших газов (не показано), соединенное с выпускным каналом (не показан).
Система 100 двигателя может также содержать компрессор 114 для обеспечения наддувочного впускного воздушного заряда во впускной коллектор 144. В примере компрессора турбонагнетателя компрессор 114 может быть механически соединен с и приводиться в действие газовой турбиной (не показана), работающей посредством энергии отработавших газов, текущих от двигателя. Газовая турбина может быть расположена в выпускном канале и может приводиться в движение посредством отработавших газов. Перепускная заслонка (не показана) может быть установлена параллельно газовой турбине турбонагнетателя. В частности, перепускная заслонка может быть включена в состав перепускного канала, установленного между входом и выходом газовой турбины. Путем регулирования положения перепускной заслонки, можно управлять величиной наддува, обеспечиваемой газовой турбиной.
Альтернативно, компрессор 114 может представлять собой любой пригодный компрессор впускного воздуха, такой как компрессор нагнетателя с приводом от мотора.
В конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 1, компрессор 114 вытягивает свежий воздух из воздухоочистителя 133 и направляет сжатый воздух через промежуточный охладитель 143. Промежуточный охладитель может также называться охладителем наддувочного воздуха. Таким образом, компрессор 114 и промежуточный охладитель 143 расположены выше по потоку от впускного дросселя 165. Промежуточный охладитель 143 охлаждает сжатый воздух, который затем проходит через впускной дроссель 165 во впускной коллектор 144, в зависимости от положения дроссельной заслонки 192 впускного дросселя 165. Датчик 160 давления на входе компрессора установлен непосредственно выше по потоку от компрессора 114 для обеспечения сигнала о давлении на входе компрессора (ДВхК) в контроллер 112.
Один или более перепускных каналов могут быть установлены параллельно компрессору 114 для отвода части впускного воздуха, сжимаемого компрессором 114, обратно в место выше по потоку от компрессора на вход компрессора. Один или более перепускных каналов могут включать в себя первый канал 186 и второй канал 191. Дополнительно или альтернативно, один или более перепускных каналов могут включать в себя эжектор 180, расположенный, как показано на фиг. 1. Эжекторы могут обеспечивать низкозатратное создание вакуума при их использовании в системах двигателя, и в некоторый примерах могут являться пассивными устройствами. По существу, эжектор 180 может представлять собой эжектор, эдуктор, трубку Вентури, струйный насос или аналогичное пассивное устройство. Таким образом, согласно настоящему раскрытию, эжекторы могут альтернативно называться аспираторами, насосами Вентури, струйными насосами или эдукторами.
Как показано в примере на фиг. 1, первый конец 145 первого канала 186 может быть соединен с впускным каналом 142 ниже по потоку от воздухоочистителя 133 и выше по потоку от компрессора 114. Второй конец 147 первого канала 186 может быть соединен с вторым каналом 191 через эжектор 180. По существу, второй конец 147 первого канала 186 может быть соединен с эжектирующим выходом эжектора 180. Другими словами, эжектирующий выход эжектора 180 может быть соединен с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 114 и выше по потоку от датчика 160 ДВхД через первый канал 186. Таким образом, эжектирующий поток сжатого воздуха из места ниже по потоку от компрессора 114, смешанный с другими текучими средами, которые могут быть затянуты в эжектор через всасывающее отверстие, могут направляться во впускной канал 142 в место выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от воздухоочистителя 133 (в частности, на первый конец 145).
Дополнительно, первый конец 151 второго канала 191 может сообщаться по текучей среде с впускным каналом 142 ниже по потоку от компрессора 114, ниже по потоку от промежуточного охладителя 143 и выше по потоку от впускного дросселя 165. Второй конец 149 второго канала 191 может быть соединен с эжектирующим входом эжектора 180 и через него с первым каналом 186. Таким образом, эжектирующий вход эжектора 180 может сообщаться по текучей среде с впускным каналом 142 в точке, которая расположена ниже по потоку от компрессора 114, ниже по потоку от промежуточного охладителя 143 и выше по потоку от впускного дросселя 165. В альтернативных вариантах осуществления эжектирующий вход эжектора 180 может быть соединен по текучей среде с впускным каналом 142 ниже по потоку от компрессора 114, но выше по потоку от промежуточного охладителя 143.
Количество воздуха, отводимого через перепускной канал, формируемый первым каналом 186 и вторым каналом 191, может зависеть от относительных давлений в системе двигателя. Альтернативно, как показано на изображенном варианте осуществления, отсечной клапан 185 может быть включен в состав второго канала 191 между первым концом 151 и вторым концом 149 для регулирования потока сжатого воздуха, входящего в перепускной канал компрессора. Как показано, отсечной клапан (ОК) 185 расположен выше по потоку (относительно потока сжатого воздуха в перепускном канале компрессора) от эжектора 180. Конкретнее, ОК 185 расположен в перепускном канале компрессора в месте, которое находится выше по потоку от эжектирующего входа эжектора 180, при этом эжектирующий вход эжектора 180 соединен с вторым концом 149 второго канала 191. Между эжектором и ОК 185 не расположено никаких других компонентов. При этом положение отсечного клапана 185 может регулировать количество воздуха, проходящего через перепускной канал. Путем управления отсечным клапаном 185 и варьирования количества воздуха, отводимого через перепускной канал, может регулироваться давление наддува, обеспечиваемое ниже по потоку от компрессора. Это позволяет осуществлять управление наддувом, а также уменьшать помпаж компрессора.
Дополнительно, когда воздух отводится через каналы 186 и 191, в эжекторе может создаваться вакуум для различных целей, включая вытягивание топливных паров из адсорбера через продувочный клапан адсорбера, подача вакуум в устройство потребления вакуума, такое как усилитель тормозов, или для накопления в вакуумном резервуаре. Отсечной клапан 185 может представлять собой соленоидный клапан с электрическим приводом, а состояние отсечного клапана 185 может регулироваться контроллером 112 на основе различных рабочих условий двигателя. Однако, альтернативно, отсечной клапан 185 может быть пневматическим (в частности, с вакуумным приводом) клапаном; в этом случае вакуум для приведения в действие отсечного клапана 185 может быть получен из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара и/или из других источников низкого давления системы двигателя. В вариантах осуществления, в которых отсечной клапан представляет собой клапан с пневматическим управлением, управление отсечным клапаном может осуществляться независимо от блока управления силовым агрегатом (в частности, отсечной клапан 185 может управляться пассивно на основе уровней давления/вакуума в системе двигателя).
ОК 185 может представлять собой клапан с двумя состояниями (вкл/выкл) или может являться бесступенчато-регулируемым клапаном, предполагающим положения между полностью закрытым и полностью открытым. Таким образом, в примерах, где ОК 185 является клапаном с двумя состояниями, ОК 185 может переводиться либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение. Однако, в некоторых вариантах осуществления ОК 185 может являться бесступенчато-регулируемым клапаном и может переводиться в любое положение между закрытым первым положением и открытым вторым положением. Иначе говоря, отверстие, образуемое между краем ОК 185 и внутренними стенками канала 191, может увеличиваться с увеличением отклонения от закрытого первого положения к открытому второму положению.
Согласно одному примеру, положение отсечного клапана 185 может регулироваться на основе давления во впускном коллекторе. Согласно другому примеру, положение отсечного клапана 185 может регулироваться на основе требуемого количества и/или расхода потока воздуха в двигателе. В других примерах положение ОК 185 может регулироваться на основе загруженности адсорбера (в частности, наполненности адсорбера 122). В другом примере положение отсечного клапана 185 может быть основано на требуемом уровне наддува. Следует понимать, что регулирование отсечного клапана 185 может относиться как к активному управлению посредством контроллера 112 (в частности, как в случае, когда отсечной клапан 185 является соленоидным клапаном), так и к пассивному управлению на основе вакуумного порога срабатывания отсечного клапана (в частности, в вариантах осуществления, в которых отсечной клапан 185 является клапаном с вакуумным приводом). Путем варьирования эжектирующего потока через эжектор 180 посредством регулирования состояния отсечного клапана 185, количество вакуума, затягиваемого на захватывающем входе эжектора 180, может регулироваться для удовлетворения потребностей в вакууме.
Система 100 двигателя дополнительно включает в себя топливную систему 40, содержащую топливный бак 126, адсорбер 122 топливных паров и другие компоненты, которые также будут раскрыты ниже. Топливный бак 126 хранит летучее жидкое топливо, которое может быть доставлено через топливную форсунку 66 в камеры 30 сгорания в двигателе 102. Для предотвращения выброса топливных паров из топливного бака 126 в атмосферу, топливный бак 126 вентилируется в атмосферу через адсорбер 122 топливных паров. Адсорбер топливных паров может также называться в остальной части раскрытия адсорбирующим бачком, адсорбером топливной системы, угольным фильтром или просто адсорбером.
Адсорбер 122 топливных паров может обладать значительной вместимостью для хранения топлива на основе углеводорода, спирта и/или сложного эфира в адсорбированном состоянии. Адсорбирующий бачок может быть наполнен гранулами активированного угля и/или другого вещества с большой площадью поверхности, например, для адсорбции топливных паров, получаемых из топливного бака. Тем не менее, длительная адсорбция топливных паров в конечном счете снижает вместимость адсорбирующего бачка для дальнейшего накопления и может привести к просачиванию выбросов. Поэтому, адсорбирующий бачок может периодически продуваться от адсорбированных топливных паров, как раскрывается ниже. Хотя на фиг. 1 показан одиночный адсорбер 122 топливных паров, следует понимать, что в системе 100 двигателя может быть установлено любое количество адсорберов.
Паровой запорный клапан (ПЗК) 124 (также называемый как изолирующий клапан 124 топливного бака) может быть опционально установлен в канале между топливным баком 126 и адсорбером 122 топливных паров. В некоторых вариантах осуществления ПЗК 124 может представлять собой соленоидный клапан, а работа ПЗК 124 может регулироваться путем регулирования управляющего сигнала (или длительности импульса) специального соленоида. В некоторых примерах ПЗК 124 может включать в себя преднамеренное место утечки, которое может являться перепускной магистралью, которая может идти параллельно ПЗК 124. При нормальной работе двигателя ПЗК 124 может удерживаться в закрытом состоянии для ограничения количества ежедневных паров, направляемых в адсорбер 122 из топливного бака 126. При операциях заправки и при выбранных условиях продувки, ПЗК 124 может быть открыт для направления топливных паров из топливного бака 126 в адсорбер 122. Путем открытия изолирующего клапана 124 топливного бака (ИКТБ) при условиях, когда давление в топливном баке выше порогового давления (в частности, выше предела механического давления топливного бака, выше которого топливный бак и другие компоненты топливной системы могут испытывать механическое повреждение), пары заправки могут выпускаться в адсорбер, и давление в топливном баке может поддерживаться ниже пределов давления. Хотя в изображенном примере показано, что ПЗК 124 расположен в канале между топливным баком и адсорбером, в альтернативных вариантах осуществления ИКТБ может быть установлен в топливном баке 126.
Один или более датчиков 128 давления могут быть соединены с топливным баком 126 для оценки уровня давления или вакуума в топливном баке. Хотя в изображенном примере показано, что датчик давления соединен с топливным баком 126, в альтернативных вариантах осуществления датчик 128 давления может быть установлен между топливным баком и ПЗК 124.
Топливные пары, выпущенные из адсорбера 122 во время операции продувки могут направляться во впускной коллектор 144 через продувочный трубопровод 119. Поток паров по продувочному трубопроводу 119 может регулироваться посредством продувочного клапана 164 адсорбера, установленного между адсорбером топливной системы и впускной системой двигателя. Количество и расход поров, выпускаемых продувочным клапаном адсорбера, могут определяться коэффициентом заполнения соответствующего соленоида (не показан) продувочного клапана адсорбера. По существу, коэффициент заполнения соленоида продувочного клапана адсорбера может определяться блоком управления силовым агрегатом (БУСА (РСМ)) транспортного средства, таким как контроллер 112, в соответствии с рабочими условиями двигателя, включая, например, условия частоты вращения - нагрузки двигателя, воздушно-топливное отношение, загруженность адсорбера, и т.д. Путем выдачи команды на закрытие продувочного клапана адсорбера, контроллер может герметизировать систему восстановления топливных паров от впускной системы двигателя. Опциональный обратный клапан 152 адсорбера может быть включен в состав продувочного трубопровода 119 для предотвращения протекания газов за счет давления во впускном коллекторе в противоположном направлении относительно продувочного потока. По существу, опциональный обратный клапан адсорбера может быть включен в состав системы, если управление продувочным клапаном адсорбера не синхронизировано достаточно точно или если продувочный клапан адсорбера может сам по себе открыться за счет высокого давления во впускном коллекторе. Оценка массового расхода воздуха (МРВ) в коллекторе может быть получена с помощью датчика МРВ (не показан), соединенного с впускным коллектором 144 и сообщающегося с контроллером 112. Альтернативно, МРВ может быть выведен из альтернативных условий работы двигателя, таких как давление массы воздуха в коллекторе (ДВК), измеренное датчиком 162 ДВК, соединенным с впускным коллектором.
В конфигурации, показанной на фиг. 1, продувочный клапан 164 адсорбера представляет собой двухпутевой продувочный клапан адсорбера (ПКА), который управляет продувкой топливных паров из адсорбера во впускной коллектор по продувочному трубопроводу 119 и второму продувочному перепускному трубопроводу 123. Продувочный трубопровод 119 соединяет по текучей среде ПКА 164 с впускным коллектором 144. Второй продувочный перепускной трубопровод 123 соединяет по текучей среде ПКА 164 с эжектором 180 и, через него, с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 114. Второй продувочный перепускной трубопровод 123 соединен по текучей среде с захватывающим входом 194 эжектора 180 через второй обратный клапан 150. Захватывающий вход 194 эжектора 180 может также называться всасывающим портом 194 эжектора 180.
ПКА 164, который схематически изображен на фиг. 1, содержит соленоидный клапан 172 и ограничение 174 потока. В изображенном примере ограничение 174 потока может представлять собой звуковое сопло 174. Следует отметить, что соленоидный клапан 172 и звуковое сопло 174 могут быть расположены внутри единого, общего корпуса ПКА 164. Другими славами, соленоидный клапан 172 и звуковое сопло 174 могут быть расположены в одном и том же корпусе ПКА 164. Также следует отметить, что звуковое сопло 174 расположено вблизи от соленоидного клапана 172 внутри ПКА 164. Кроме того, следует отметить, что ПКА может включать в себя клапаны, отличные от соленоидных клапанов и ограничения потока, отличные от звуковых сопел, без отступления за пределы объема настоящего раскрытия. Звуковое сопло 174 может также называться звуковой горловиной 174.
Как показано на фиг. 1, ограничение 174 потока (или звуковое сопло 174) расположено последовательно с соленоидным клапаном 172 так, что вход звукового сопла 174 сообщается по текучей среде с выходом соленоидного клапана 172.
Выход звукового сопла 174 соединен по текучей среде с впускным коллектором 144 через продувочный трубопровод 119, который может содержать первый обратный клапан 152. Звуковое сопло - это особый тип ограничения потока, который в результате обеспечивает по существу постоянный уровень вакуума, более глубокий, чем 15-20 кПа. Звуковое сопло имеет способность восстанавливать давление, что делает трудным выход из отверстия без восстановления давления. Без восстановления давления, дросселируемый поток может иметь место при уровне вакуума более глубоком, чем 48 кПа, предполагая, что давление выше по потоку равно 100 кПа.
Ограничение звукового сопла может позволять более точное дозирование расхода потока. Продуваемые пары, покидающие выход соленоидного клапана 172, сталкиваются с ограничением 174 потока ПКА 164 перед непосредственным прохождение во впускной коллектор 144. Альтернативно, продувочные пары могут течь в эжектор 180 после выхода из ПКА 164 через второй продувочный перепускной трубопровод 123. За счет расположения звукового сопла 174 ниже по потоку от соленоидного клапана 172, продувочный поток может быть отрегулирован и дозирован с установившимся расходом перед прохождением во впускной коллектор 144. Дополнительно, впрыск топлива через топливные форсунки может регулироваться более точно, если продуваемые топливные пары поступают во впускной коллектор с установившимся расходом, обеспечивая улучшение управления воздушно-топливным отношением, ограничения выбросов и производительности двигателя. Первый обратный клапан 152, установленный в продувочном трубопроводе 119, предотвращает обратный поток из впускного коллектора 144 в адсорбер 122 и обеспечивает прохождение потока текучей среды только из ПКА 164 по трубопроводу 119 к впускному коллектору 144. Как показано, первый обратный клапан 152 может быть расположен в продувочном трубопроводе 119 ниже по потоку от выхода звукового сопла 174 между ПКА 164 и впускным коллектором 144.
Открытие и закрытие ПКА 164 осуществляют посредством приведения в действие соленоидного клапана 172 контроллером 112. В частности, сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) может быть сообщен на соленоидный клапан 172 в ПКА 164 при операции продувки адсорбера. Согласно одному примеру, сигнал ШИМ может быть с частотой 10 Гц. Согласно иному примеру, соленоидный клапан 172 может принимать сигнал ШИМ 20 Гц. Согласно другим примерам, соленоид может приводиться в действие синхронно.
Когда ПКА 164 открыт, в зависимости от относительных уровней давления в системе двигателя, продувочный поток может течь через ПКА 164 и затем либо в захватывающий вход 194 эжектора 180 через второй продувочный перепускной трубопровод 123, если ОК 185 не закрыт, или во впускной коллектор 144 через продувочный трубопровод 119. При определенных условиях продувочный поток может возникать по обоим трактам продувки (в частности, продувочному трубопроводу 119 и второму продувочному перепускному трубопроводу 123) одновременно.
Второй обратный клапан 150 может быть расположен во втором продувочном перепускном трубопроводе 123 ниже по потоку от ПКА 164. Продуваемые пары могут, таким образом, проходить только в направлении от ПКА 164 к захватывающему входу 194 эжектора 180 и не могут проходить в противоположном направлении. Второй обратный клапан 150 эффективно препятствует потоку текучей среды из эжектора 180 во впускной коллектор 144 и/или к ПКА 164. Положение второго обратного клапана 150 может быть таким, что между вторым обратным клапаном 150 и выходом ПКА 164 заключен некоторый объем.
Первый продувочный перепускной трубопровод 121 может соединять по текучей среде эжектор 180 с адсорбером 122 выше по потоку от ПКА 164. В частности, первый конец 127 первого продувочного перепускного трубопровода 121 может быть соединен с местом выше по потоку от ПКА 164, между ПКА 164 и адсорбером 122. Второй конец 129 перепускного трубопровода 121 может быть соединен со вторым продувочным перепускным трубопроводом 123, ниже по потоку от второго обратного клапана 150. Однако в некоторых примерах второй конец 129 перепускного трубопровода 121 может быть соединен непосредственно с всасывающим портом 194 эжектора 180.
Таким образом, при рабочих условиях двигателя, при которых ОК 185 не находится в закрытом положении, газы из адсорбера 122 могут проходить через первый продувочный перепускной трубопровод 121, в обход ПКА 164 по пути к эжектору 180. Поток паров по первому продувочному перепускному трубопроводу 121 может регулироваться посредством продувочного перепускного клапана 184 адсорбера (ППКА), установленного в трубопроводе 121 между первым концом 127 и вторым концом 129 трубопровода 121. ППКА 184 может представлять собой соленоидный клапан, и, таким образом, открытие или закрытие ППКА 184 может осуществляться посредством запуска контроллером 112. В частности, сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) может быть сообщен на ППКА 184 при операции продувки адсорбера. Согласно одному примеру, сигнал ШИМ может быть с частотой 10 Гц. Согласно иному примеру, ППКА 184 может принимать сигнал ШИМ 20 Гц. Дополнительно, ППКА 184 может быть клапаном ограничения потока и может не включать в себя звуковое сопло, такое как звуковое сопло 172, включенное в состав ПКА. По существу, ППКА может пропускать через себя большее количество газов, чем ПКА.
Однако, при условиях, когда уровень вакуума на входе 194 эжектора 180 ниже порогового значения, ППКА может быть закрыт. Таким образом, если уровень вакуума на входе 194 эжектора ниже порогового значения, где пороговое значение представляет собой уровень вакуума, ниже которого газы могут течь от эжектора 180 к адсорберу 122, то ППКА 184 может быть закрыт. ППКА 184 может быть закрыт, когда уровни вакуума на эжекторе ниже порогового значения, для предотвращения прохождения газов к месту выше по потоку от ПКА и адсорбера 122 и/или впускного коллектора 144, из эжектора 180 через трубопровод 121.
Как объяснялось выше, в некоторых примерах, ППКА 184 может представлять собой соленоидный клапан, который приводится в действие электрически, а состоянием ППКА 184 может управлять контроллер 112 на основе различных рабочих условий двигателя. Однако, альтернативно, ППКА 184 может быть пневматическим (в частности, с вакуумным приводом) клапаном; в этом случае вакуум для приведения в действие ППКА 184 может быть получен из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара и/или из других источников низкого давления системы двигателя. В вариантах осуществления, в которых ППКА 184 представляет собой клапан с пневматическим управлением, управление отсечным клапаном может осуществляться независимо от блока управления силовым агрегатом (в частности, ППКА 184 может управляться пассивно на основе уровней давления/вакуума в системе двигателя).
Независимо от того, является ли ППКА 184 клапаном с электрическим приводом или с вакуумным приводом, он может быть как клапаном с двумя состояниями (в частности, двухходовым клапаном) или бесступенчато-регулируемым клапаном. Клапаны с двумя состояниями могут переводится или в полностью открытое или в полностью закрытое (выключенное) положения, так что полностью открытое положение клапана с двумя состояниями является положением, в котором клапан не оказывает ограничения на поток, а полностью закрытое положение клапана с двумя состояниями является положением, в котором клапан ограничивает весь поток так, что поток не может проходить через клапан. Напротив, бесступенчато-регулируемые клапаны могут быть частично открыты в различных степенях. Варианты осуществления с бесступенчато-регулируемым отсечным клапаном могут обеспечивать большую гибкость в управлении продувочным потоком через первый продувочный перепускной трубопровод 121, обладая тем недостатком, что бесступенчато-регулируемые клапаны могут быть намного более дорогими, нежели клапаны с двумя состояниями. Таким образом, в примерах, в которых ППКА 184 является бесступенчато-регулируемым клапаном, ППКА 184 может быть переведен в любое положение между закрытым первым положением и открытым вторым положением, при этом количество газов, проходящее через ППКА 184, может увеличиваться с увеличением отклонения от закрытого первого положения к открытому второму положению. Иначе говоря, отверстие, образуемое между краем ППКА 184 и внутренними стенками перепускного трубопровода 121, может увеличиваться с увеличением отклонения от закрытого первого положения к открытому второму положению. В других примерах ППКА 184 может быть шибером, поворотным дисковым клапаном, тарельчатым клапаном или клапаном иного пригодного типа.
Состояние ППКА 184 может регулироваться на основе различных рабочих условий двигателя, с целью изменения эжектирующего потока через первый продувочный перепускной трубопровод 121. При этом состояние ППКА 184 может быть полностью открытым, частично открытым (в различной степени) или полностью закрытым. Согласно одному примеру, состояние ППКА 184 может регулироваться на основе давления во впускном коллекторе. Согласно другим примерам, состояние ППКА 184 может регулироваться на основе загруженности адсорбера. Загруженность адсорбера может представлять собой уровень топливных паров, накопленных в адсорбере 122, и может быть оценена на основе выходных сигналов от датчика 138, как более подробно раскрыто ниже. Согласно иному примеру, состояние ППКА 184 может регулироваться на основе требуемого количества и/или расхода потока воздуха в двигателе. В другом примере положение ППКА 184 может быть основано на требуемом уровне наддува. В других примерах положение ППКА 184 может быть основано на давлении на входе дросселя, оцененного на основе выходных сигналов от датчика 161. Следует понимать, что ссылка на регулирование ППКА 184 может относиться как к активному управлению посредством контроллера 112 (в частности, как в случае, когда ППКА 184 является соленоидным клапаном), так и к пассивному управлению на основе вакуумного порога срабатывания отсечного клапана (в частности, в вариантах осуществления, в которых ППКА 184 является клапаном с вакуумным приводом). Путем изменения эжектирующего потока через первый продувочный перепускной трубопровод 121, через регулирование состояния ППКА 184, может регулироваться количество продувочных газов, затягиваемых из места выше по потоку от ПКА 164 на захватывающий вход эжектора 180, если ОК 185 не находится в закрытом положении, а вакуум затягивается на входе 194 эжектора 180.
Дополнительно, как обсуждается более подробно ниже со ссылкой на фиг. 3, при определенных условиях двигателя, например, когда давление воздуха в коллекторе превышает пороговое значение, клапан 164 ПКА может быть закрыт, а продувочные газы могут проходить только из адсорбера 122 в эжектор 180 через первый продувочный перепускной трубопровод 121, а не через продувочный трубопровод 119 или второй продувочный перепускной трубопровод 123.
Топливной системой 40 может управлять контроллер 112 в нескольких режимах путем выборочного регулирования различных клапанов и соленоидов. Например, топливная система может работать в режиме накопления топливных паров, при котором контроллер 112 может закрывать ПКА 164 и открывать вентиляционный клапан 120 адсорбера и ИКТБ 124 для направления паров заправки и ежедневных паров в адсорбер 122 и предотвращения направления топливных паров во впускной коллектор. В этом режиме воздух, освобожденный от топливных паров, может быть направлен из адсорбера 122 в атмосферу через вентиляционный клапан 120 адсорбера и вентиляционный патрубок 117.
Согласно другому примеру, топливная система может работать в режиме заправки (в частности, когда запрашивается заправка топливного бака водителем транспортного средства), при котором контроллер 112 может регулировать клапаны для сброса давления в топливном баке перед разрешением подачи в него топлива. В этом режиме контроллер 112 может открывать вентиляционный клапан 120 адсорбера (ВКА) и открывать ПКА 164 и ИКТБ 124 для направления избыточного давления/вакуума из топливного бака во впускной коллектор через адсорбер.
Согласно иному примеру, топливная система может работать в режиме продувки адсорбера (в частности, когда адсорбер насыщен, устройство снижения токсичности отработавших газов достигло температуры активации каталитических реакций и при работающем двигателе), при котором контроллер 112 может открывать ПКА 164, ВКА 120 и закрывать ИКТБ 124. Путем закрытия ИКТБ, адсорбер может быть продут более эффективно. При этом режиме вакуум, создаваемый впускным коллектором или эжектором, может использоваться для затягивания свежего воздуха через вентиляционный патрубок 117 и через адсорбер 122 топливной системы для продувки накопленных топливных паров во впускной коллектор 144. В этом режиме продуваемые топливные пары из адсорбера вместе с воздухом, затягиваемым из атмосферы для обеспечения продувки, сжигаются в двигателе. Продувка может продолжаться до тех пор, пока количество накопленных топливных паров в адсорбере не станет ниже порогового значения. При продувке известная концентрация/количество паров может быть использована для определения количества топливных паров, накопленных в адсорбере, а затем во время последующей части операции продувки (когда адсорбер достаточно продут или пуст), известная концентрация/количество паров может использоваться для оценки состояния загруженности адсорбера топливной системы. Альтернативно, в одном примере, один или более датчиков 138 могут быть соединены с адсорбером 122 для обеспечения оценки загруженности адсорбера (то есть, количества топливных паров, накопленных в адсорбере). Согласно одному примеру, датчик 138 может представлять собой датчик давления, обеспечивающий оценку давления в адсорбере или загруженности адсорбера. В другом примере, загруженность адсорбера топливной системы может быть основана на количестве или продолжительности событий заправки, возникавших с момента предыдущего события продувки адсорбера. На основании загруженности адсорбера, а также на основании рабочих условий двигателя, таких как условия частоты вращения - нагрузки двигателя, может быть определен расход потока продувки. Хотя на фиг. 1 показано, что датчик 138 непосредственно соединен с адсорбером, в других вариантах осуществления датчик 138 может быть расположен ниже по потоку от адсорбера или в других местоположениях, без отклонения от объема настоящего раскрытия. Например, датчик 138 может быть установлен между топливным баком и ПЗК 124.
При одном или более режимах продувки пары, накопленные в адсорбере 122 топливных паров, могут быть продуты во впускной коллектор 144 путем открытия одного или более из следующего: соленоидный клапан 172 ПКА 164, ОК 185 и ППКА 184. Например, как раскрывалось подробнее выше, пары могут быть продуты непосредственно во впускной коллектор 144 через первый продувочный перепускной трубопровод 121 и/или второй продувочный перепускной трубопровод 123. Продувка по первому продувочному перепускному трубопроводу 121 и второму продувочному перепускному трубопроводу 123 во впускной коллектор 144 может происходить после поступления в захватывающий вход 194 эжектора 180 и последующего прохождения по первому каналу 186 во впускной канал 142, ведущего в конечном счете во впускной коллектор 144. Как будет подробнее раскрыто ниже, путь, проделываемый парами, продуваемыми из адсорбера, может зависеть от состояния отсечного клапана 185, если он присутствует, а также от относительных давлений в системе 100 двигателя. Таким образом, объем вакуума, генерируемого в эжекторе 180, и, поэтому, количество газов, проходящих из адсорбера 122 в эжектор 180, может увеличиваться при увеличении отклонения ОК от закрытого первого положения к открытому второму положению.
Эжектирующий поток через эжектор 180 создает всасывающий поток на захватывающем входе 194 эжектора 180, за счет чего генерируя вакуум, который может использоваться для затягивания продуваемых топливных паров через ПКА 164 и/или ППКА 184. Всасывающий порт 194 может быть расположен в горловине эжектора 180, и, таким образом, вакуум может быть затянут в горловине эжектора 180. По существу, эжектор 180 представляет собой трехпортовое устройство, соединенное с перепускным каналом компрессора, включая порт эжектирующего входа, порт смешанного потока или эжектирующего выхода и порт захватывающего входа. Как отмечалось выше, всасывающий порт 194 эжектора сообщается по текучей среде с местом ниже по потоку от ПКА 164 через второй продувочный перепускной трубопровод 123 и с местом выше по потоку от ПКА 164 через первый продувочный перепускной трубопровод. Таким образом, эжектор 180 соединен по текучей среде и с местом выше по потоку, и с местом ниже по потоку от ПКА 164. Эжектирующий вход эжектора 180 может быть соединен по текучей среде с вторым концом 149 второго канала 191 и может получать сжатый воздух из места ниже по потоку от компрессора 114. По существу, эжектирующий вход эжектора 180 может быть соединен по текучей среде с впускным каналом 142 в месте ниже по потоку от компрессора 114, а в некоторых вариантах осуществления может быть также соединен ниже по потоку от промежуточного охладителя 143. Эжектирующий выход эжектора 180 может быть соединен по текучей среде со вторым концом 147 первого канала 186. Таким образом, эжектирующий выход эжектора 180 может сообщаться по текучей среде с впускным каналом 142 через первый канал 186 в месте выше по потоку от компрессора 114. При условиях, когда эжектирующий поток проходит через эжектор 180, смесь потоков текучей среды из эжектирующего входа и захватывающего входа 194, называемая здесь смешанным потоком, выходит из выхода смешанного потока. Согласно одному примеру, смешанный поток, выходящий из выхода смешанного потока, может представлять собой сочетание сжатого воздуха и продуваемых топливных паров.
Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления первый обратный клапан 152 может не быть включен в состав продувочного трубопровода 119, если присутствует отсечной клапан 185. Когда первый обратный клапан 152 не включен в состав продувочного трубопровода 119, при условиях с наддувом и когда отсечной клапан 185 по меньшей мере частично открыт для создания вакуума посредством эжектора 180, наддувочный воздух может течь в обратном направлении через продувочный трубопровод 119 к ПКА 164. При этом, даже если соленоидный клапан 172 открыт, наддувочный воздух может предпочтительно течь к всасывающему порту 194 эжектора 180 по сравнению с течением к адсорберу 122 топливных паров. Дополнительно, при условиях с наддувом давление в коллекторе может быть ниже давления на входе дросселя, так что путем поддержания отсечного клапана в по меньшей мере слегка открытом положении, эжектор 180 может продолжать создавать вакуум для оттягивания любого обратного потока из впускного коллектора 144 от адсорбера 122. В случаях, когда приводящее давление эжектора ниже, давление в коллекторе также будет ниже, что снизит обратный поток в ПКА 164. Дополнительно, в некоторых примерах обратный поток через звуковое сопло 174 может быть по существу ниже, чем прямой поток через звуковое сопло 174 вследствие более низкого коэффициента расхода.
Следует также понимать, что вакуум, создаваемый эжектором 180, может использоваться для дополнительных целей, отличных от затягивания продувочного потока, без отступления от объема настоящего раскрытия. Например, вакуум, создаваемый эжектором, может накапливаться в вакуумном резервуаре. В другом примере вакуум из эжектора может использоваться в усилителе тормозов.
Контроллер 112 может быть выполнен как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство, порты ввода/вывода, электронный носитель данных для исполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память и шину данных. Контроллер 112 может получать различные сигналы отдатчиков 116, соединенных с двигателем 102, таких как датчик 196 БД, датчик 162 ДВК, датчик 160 ДВД и т.п. Кроме того, контроллер 112 может контролировать и регулировать положение различных исполнительных механизмов 118 на основании входных сигналов, получаемых от различных датчиков 116. Эти исполнительные механизмы могут включать в себя, например, впускной дроссель 165, системы впускного и выпускного клапана, соленоидный клапан 172 ПКА 164, вентиляционный клапан 120 адсорбера, ИКТБ 124, отсечной клапан 185 и ППКА 184. Постоянное запоминающее устройство носителя данных в контроллере 112 может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими инструкции, исполняемые процессором, для осуществления алгоритмов, раскрываемых ниже, а также иных вариантов, которые предполагаются, но которые конкретно не перечисляются. Примеры алгоритмов раскрыты в настоящем документе со ссылкой на фиг. 3 и 4.
Таким образом, система двигателя может содержать: двигатель, содержащий двигатель, содержащий впускную систему, компрессор, соединенный с впускной системой, для обеспечения наддувочного заряда воздуха в двигатель, перепускной канал компрессора для рециркуляции наддувочного заряда воздуха из точки ниже по потоку от выхода компрессора на вход компрессора, эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, топливную систему, содержащую топливный бак, соединенный с адсорбером, продувочную магистраль, соединяющую адсорбер с впускной системой через продувочный клапан, первый продувочный перепускной канал, соединяющий всасывающий порт эжектора с продувочной магистралью в месте выше по потоку от продувочного клапана, при этом первый продувочный перепускной канал содержит перепускной клапан, второй продувочный перепускной канал, соединяющий всасывающий порт эжектора с продувочной магистралью в месте ниже по потоку от продувочного клапана, при этом второй продувочный перепускной канал содержит обратный клапан, при этом второй продувочный перепускной канал соединен с первым продувочным перепускным каналом ниже по потоку от перепускного клапана; и контроллер с машиночитаемыми инструкциями. Машиночитаемые инструкции могут включать в себя инструкции для: при работе двигателя с наддувом, рециркуляции наддувочного заряда воздуха через эжектор; и на основе давления наддува и загруженности адсорбера, изменения соотношения вакуума эжектора, подаваемого в адсорбер через первый продувочный перепускной канал, относительно вакуума, подаваемого через второй продувочный перепускной канал.
Изменение соотношения может включать в себя увеличение соотношения вакуума эжектора, подаваемого в адсорбер через первый продувочный перепускной канал, относительно вакуума, подаваемого через второй продувочный перепускной канал, при увеличении давления наддува или увеличении загруженности адсорбера. Дополнительно или альтернативно впускная система может дополнительно включать в себя дроссель, установленный ниже по потоку от компрессора, и при этом контроллер содержит дополнительные инструкции для, при указанном изменении, регулирования открытия впускного дросселя на основе давления наддува и загруженности адсорбера. В других примерах изменение соотношения может включать в себя регулирование одного или более из следующих параметров: открытие перепускного клапана и открытие отсечного клапана эжектора, установленного в перепускном канале компрессора, выше по потоку от эжектирующего входа эжектора.
На фиг. 2 показаны аспекты другого примера системы 200 двигателя, которая может быть включена в состав автомобильного транспортного средства. Система 200 двигателя идентична системе 100 двигателя, за исключением того, что система 200 двигателя включает в себя третий обратный клапан 153 во втором продувочном перепускном трубопроводе 123. По существу, компоненты в системе 200 двигателя те же самые, что и ранее раскрытые компоненты в системе 100 двигателя, показанной на фиг. 1. Компоненты в системе 200 двигателя, ранее раскрытые на фиг. 1, могут повторно не раскрываться или не обсуждаться в описании фиг. 2А.
Третий обратный клапан 153 может быть расположен во втором продувочном перепускном трубопроводе 123, ниже по потоку от места, где второй конец 129 первого продувочного перепускного трубопровода 121 соединяется с вторым продувочным перепускным трубопроводом 123. Таким образом, третий обратный клапан 153 может быть расположен между эжектором 180 и частью второго продувочного перепускного трубопровода 123, где первый продувочный перепускной трубопровод 121 соединяется с вторым продувочным перепускным трубопроводом 123. В примерах, в которых первый продувочный перепускной трубопровод соединен непосредственно с эжектором 180, третий обратный клапан 153 может быть не включен в состав системы 200 двигателя.
Третий обратный клапан 153 может предотвращать прохождение газов и/или жидкостей через эжектор 180, через первый продувочный перепускной трубопровод 121 и ППКА 184. По существу, обратный клапан 153 может предотвращать прохождение газов и/или жидкостей или через канал 191 или 186, или через оба этих канала к месту выше по потоку от ПКА 164. Таким путем, когда ППКА 184 открыт, обратный клапан 153 может предотвращать прохождение газов и/или жидкостей из эжектора 180 через ППКА 184 к адсорберу 122 и/или впускному коллектору 144, если ПКА 164 также открыт. По существу, ППКА 184 может в некоторых примерах оставаться открытым при любых рабочих условиях двигателя, за исключением тех, когда загруженность адсорбера может превышать пороговое значение, что может привести к избытку топливных паров, продуваемых в место выше по потоку от компрессора 114 и впоследствии во впускной коллектор 144. Таким образом, ППКА 184 может быть только закрыт, если открытие ППКА 184 привело бы к превышению порогового значения топливными парами, продуваемыми в эжектор 180. В некоторых примерах пороговое значение может быть равно 60% от требуемого количества впрыскиваемого топлива, при этом количество впрыскиваемого топлива может быть основано на требуемом крутящем моменте и требуемом воздушно-топливном отношении.
На фиг. 2В показаны аспекты другого примера системы 250 двигателя, которая может быть включена в состав автомобильного транспортного средства. Система 250 двигателя идентична системе 100 двигателя, за исключением того, что система 250 двигателя может не включать в себя обратный клапан 150, показанный на фиг. 1 во втором продувочном перепускном трубопроводе 123. По существу, компоненты в системе 250 двигателя те же самые, что и ранее раскрытые компоненты в системе 100 двигателя, показанной на фиг. 1. Компоненты в системе 250 двигателя, ранее раскрытые на фиг. 1, могут повторно не раскрываться или не обсуждаться в описании фиг. 2В.
В системе 250 двигателя, в зависимости от давления во впускном коллекторе 144, при открытии ППКА 184, газы, текущие через ППКА 184, могут течь во впускного коллектор 144. Таким образом, несмотря на то, что на фиг. 1 обратный клапан (в частности, обратный клапан 150, показанный на фиг. 1) установлен в тракте потока между ППКА 184 и впускным коллектором 144, предотвращающий течение газов через ППКА 184 во впускной коллектор 144, в системе 250 двигателя ППКА 184 может быть открыт для разрешения прохождения газов из адсорбера 122 во впускной коллектор 144. В системе 250 двигателя как ППКА 184, так и ПКА 164 могут быть отрегулированы на основе уровня вакуума на входе 194 эжектора 180. Таким образом, если уровень вакуума на входе 194 эжектора ниже порогового значения, где пороговое значение представляет собой уровень вакуума, ниже которого газы могут течь от эжектора 180 к адсорберу 122, то ППКА 184 и ПКА могут быть закрыты. Вакуум, создаваемый в эжекторе, основан на уровне наддува (разнице между давлением на входе дросселя и давлением на входе компрессора) и положении ОК. Таким образом, создание вакуума может увеличиваться для увеличения уровня наддува и перевода ОК в более открытое положение. По существу, ППКА 184 и ПКА 164 могут регулироваться на основе уровня наддува и могут быть закрыты, когда уровень наддува падает ниже порогового значения, что может побуждать газы течь из эжектора 180 к ППКА 184 и/или ПКА 164 и во впускной коллектор 144 по трубопроводу 123.
Проще говоря, ПКА 164 может быть открыт при условиях с наддувом, при которых разница давлений между ПКА 164 и эжектором 180 такова, что поток между ПКА 164 и эжектором 180 течет в направлении от ПКА 164 к эжектору 180. Дополнительно, при таких условиях с наддувом ППКА 184 может быть открыт для увеличения потока газов от адсорбера 122 к эжектору 180 и/или впускному коллектору 144. Таким образом, если ПКА 164 открыт и продувочный поток от адсорбера 122 меньше требуемого, то ППКА 184 может быть открыт для увеличения продувочного потока от адсорбера 122 к эжектору 180 и/или впускному коллектору 144 и эжектору 180.
На фиг. 3 показан пример алгоритма 300 для осуществления продувки адсорбера на основе уровней наддува и давления воздуха в коллекторе (ДВК) в системе двигателя, такой как система 100 двигателя, показанная на фиг. 1. В частности, при условиях без наддува продуваемые топливные пары могут быть направлены во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера (в частности, ПКА 164, показанный на фиг. 1). При условиях с наддувом, в зависимости от давления во впускном коллекторе относительно давления наддува, продуваемые топливные пары могут быть направлены во вход компрессора и/или во впускной коллектор. Дополнительно, продуваемые топливные пары, текущие на вход компрессора, могут быть направлены через и/или в обход продувочного клапана адсорбера. Алгоритм 300 и все другие алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, такие как алгоритм 400, могут исполняться контроллером (в частности, 112, показанном на фиг. 1). По существу, алгоритмы 300 и 400 могут быть сохранены в долговременной памяти контроллера и могут быть исполнены на основе сигналов, полученных от различных датчиков (в частности, датчиков 161 и 162, показанных на фиг. 1).
Алгоритм 300 начинается на шаге 302, где могут быть оценены и/или измерены рабочие параметры двигателя, такие как требуемый крутящий момент, частота вращения двигателя, барометрическое давление (БД), ДВК, воздушно-топливное отношение и т.п. Например, давление в коллекторе может быть измерено датчиком давления в коллекторе (в частности, датчиком 162 на фиг. 1). Уровни наддува могут быть измерены на основе выходных сигналов от датчика давления на входе дросселя (в частности, датчика 161 ДВД, показанного на фиг. 1). Дополнительно, воздушно-топливное отношение может быть измерено на основе выходного сигнала датчика отработавших газов, соединенного с выпускным коллектором двигателя.
На шаге 304 алгоритм 300 может определять то, соблюдены ли условия продувки. Условия продувки могут быть подтверждены на основе различных рабочих параметров двигателя и транспортного средства, включая то, что количество углеводородов, накопленных в адсорбере топливных паров (в частности, адсорбере 122, показанном на фиг. 1), превышает пороговое значение, температуру топлива, количество пусков двигателя с момента последней операции продувки (например, то, что количество пусков превышает пороговое значение), интервал (в частности, продолжительность времени, количество циклов двигателя, пройденное расстояние и т.п.), прошедший с момента последней операции продувки, свойства топлива и различные другие. Количество топливных паров, накопленных в адсорбере топливной системы, может быть измерено на основе одного или более датчиков в системе снижения токсичности отработавших газов (в частности, датчика 138, соединенного с адсорбером 122 топливных паров по фиг. 1) или оценено на основе изученного количества/концентрации паров в конце предыдущего цикла продувки. Количество топливных паров, накопленных в адсорбере топливных паров, может быть дополнительно измерено на основе рабочих условий двигателя и транспортного средства, включая частоту событий заправки и/или частоту и продолжительность предыдущих циклов продувки. Если условия продувки не подтверждены и не соблюдены, алгоритм 300 переходит на шаг 306 для не осуществления алгоритма продувки, и алгоритм 300 завершается. В альтернативных вариантах осуществления алгоритм продувки может быть инициирован контроллером на основе текущих условий двигателя. Например, если устройство обработки выбросов достигло температуры активации, продувка может быть инициирована, даже если загруженность адсорбера меньше пороговой загруженности, для большего уменьшения уровня накопленных углеводородов.
Если условия продувки соблюдены на шаге 304, алгоритм 300 продолжается на шаге 308 для определения того, превышает ли вакуум в коллекторе верхнее первое пороговое значение. Как объяснялось выше, вакуум в коллекторе может быть оценен на основе выходных сигналов от датчика давления в коллекторе. Верхнее первое пороговое значение может представлять условия работы двигателя без наддува, при которых уровни наддува ниже порогового значения, например как при условиях холостого хода двигателя. При условиях, когда вакуум в коллекторе выше верхнего первого порогового значения (в частности, при условиях работы без наддува), может быть достаточно вакуума для затягивания продуваемых топливных паров через продувочный трубопровод (в частности, продувочный трубопровод 119, показанный на фиг. 1) из места ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера. Таким образом, уровень вакуума выше верхнего первого порогового значения может представлять условия работы двигателя без наддува, тогда как уровень вакуума ниже первого порогового значения может представлять условия работы двигателя с наддувом.
Таким образом, если на шаге 308 определяют, что вакуум в коллекторе выше верхнего первого порогового значения, тогда алгоритм 300 переходит на шаг 310 для регулирования положения различных клапанов для регулирования потока продувки. Соответственно, ПКА (в частности, ПКА 164 по фиг. 1) может быть открыт на шаге 312. В некоторых примерах отсечной клапан в перепускном канале компрессора (в частности, ОК 185) может быть также закрыт на шаге 316 при условиях работы без наддува так, что продувочные газы могут течь только из адсорбера через ПКА во впускной коллектор непосредственно по продувочному трубопроводу, а не через эжектор (в частности, эжектор 180, показанный на фиг. 1). Однако, в некоторых вариантах осуществления отсечной клапан может быть не закрыт так, что некоторое количество продувочных газов может также течь через эжектор, в дополнении к течению непосредственно во впускной коллектор по продувочному трубопроводу. Дополнительно, ППКА (в частности, ППКА 184, показанный на фиг. 1) может быть закрыт на шаге 314 так, что продувочные газы не текут в обход ПКА через первый продувочный перепускной трубопровод (в частности, продувочный перепускной трубопровод 121, показанный на фиг. 1). Однако, в некоторых вариантах осуществления ППКА может быть не закрыт так, что продувочные газы могут течь из адсорбера в обход ПКА. В частности, в примерах, в которых обратный клапан (в частности, обратный клапан 150, показанный на фиг. 1, 2А) не расположен между ППКА и впускным коллектором, ППКА может быть переведен в открытое положение на шаге 310 так, что продувочные газы из адсорбера могут течь через ППКА в сторону впускного коллектора.
Открытие ПКА может включать в себя сообщение сигнала широтно-импульсной модуляции соленоидному клапану (в частности, соленоидному клапану 172, показанному на фиг. 1), который может быть переведен импульсом в открытое/закрытое положение. Дополнительно, открытие и закрытие соленоидного клапана может быть синхронизировано с актами сгорания в цилиндре двигателя. Следует отметить, что соленоидный клапан в ПКА можно представить как форсунку газообразного топлива, которая впрыскивает топливные пары (из адсорбера) вместе с воздухом (из атмосферы для обеспечения продувки) во впускную систему двигателя.
Как раскрывалось выше, в примерах, где ПКА представляет собой клапан с двумя состояниями, положение ПКА может быть как закрытым первым положением, при котором продувочные газы не текут через ПКА, так и открытым вторым положением, при котором продувочные газы текут через ПКА. Однако, в некоторых примерах, в которых ПКА представляет собой бесступенчато-регулируемый клапан, ПКА может быть отрегулирован до любого положения между закрытым первым положением и открытым вторым положением. Количество продувочных газов, текущих через ПКА, может зависеть как от положения ПКА, так и от перепада давления между адсорбером и любым из впускного коллектора и эжектора. Таким образом, если перепад давления между адсорбером и впускным коллектором и/или адсорбером и эжектором постоянен, количество газов, текущих через клапан ПКА, может увеличиваться с увеличением отклонения ПКА от закрытого первого положения к открытому второму положению.
При открытии ПКА топливные пары могут течь (вместе с воздухом) из адсорбера топливных паров через продувочный трубопровод, через соленоидный клапан, звуковое сопло (в частности, звуковое сопло 174, показанное на фиг. 1), за первый обратный клапан (в частности, первый обратный клапан 152, показанный на фиг. 1), если он присутствует, в продувочном трубопроводе во впускной коллектор 144 системы 100 двигателя. Звуковое сопло может обеспечивать дозирование потока при условиях, когда вакуум во впускном коллекторе по меньшей мере 8 кПа.
Регулирование ППКА и ОК может быть аналогично регулированию ПКА. Таким образом, ППКА и ОК могут быть отрегулированы между соответствующими закрытым первым положением, при котором газы не текут через клапаны, и одним или более открытых положений, при которых газы текут через клапаны. В закрытом первом положении ОК может ограничивать поток наддувочных газов так, что наддувочные газы не текут из места ниже по потоку от компрессора (в частности, компрессора 114, показанного на фиг. 1) в место выше по потоку от компрессора через эжектор. По существу, вакуум не может быть создан эжектором, когда ОК переведен в закрытое первое положение. Когда ППКА переведен в закрытое первое положение, продувочные газы не могут течь в обход ПКА. Таким образом, если ПКА не закрыт, и ППКА закрыт, то продувочные газы могут течь только через ПКА. Наоборот, если ПКА закрыт, а ППКА открыт, то продувочные газы могут течь только через ППКА и не через ПКА.
Таким образом, алгоритм 300 может перейти от шага 310 к шагу 318, и вакуум во впускном коллекторе может быть использован для затягивания воздуха через адсорбер для обеспечения десорбции и продувки накопленных топливных паров в адсорбере. Дополнительно, вакуум во впуске может затягивать эти десорбируемые и продуваемые топливные пары из адсорбера через ПКА на шаге 320. Поток продуваемых паров через ПКА включает в себя течение продуваемых паров через звуковое сопло на шаге 322.
Как показано на фиг. 1, звуковое сопло расположено ниже по потоку от соленоидного клапана. Поэтому продуваемые пары могут течь сначала через соленоидный клапан, а затем через звуковое сопло. Пары, протекающие через звуковое сопло, могут течь за первый обратный клапан (если присутствует) и затем могут направляться во впускной коллектор. Таким образом, на шаге 324 продуваемые пары могут быть приняты от ПКА во впускном коллекторе ниже по потоку от впускного дросселя (в частности, впускного дросселя 165). Дополнительно, эти продуваемые пары могут быть доставлены в камеры сгорания для сжигания. По существу, при условиях без наддува, при которых ОК переведен в закрытое первое положение, как на шаге 316, продувочного потока через эжектор может не быть, т.к. в нем не может быть создан вакуум.
На основе количества топливных паров, принятых в коллекторе из адсорбера, может быть отрегулирована подача топлива топливными форсунками. Соответственно, на шаге 326 момент впрыска топлива и/или количество впрыскиваемого топлива может быть изменено на основе количества продуваемых топливных паров, принятых из адсорбера во впускной коллектор. Согласно одному примеру, количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска могут быть отрегулированы для поддержания воздушно-топливного отношения в цилиндре на уровне или близко к требуемому отношению, например, стехиометрическому. Например, подача топлива через топливные форсунки может быть уменьшена при увеличении количества продуваемых топливных паров из адсорбера топливных паров с целью поддержания сгорания на уровне стехиометрии. В другом примере количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска могут быть изменены с целью поддержания сгорания в двигателе для обеспечения крутящего момента. В еще одном примере момент впрыска топлива и/или количество впрыскиваемого топлива могут быть изменены для поддержания крутящего момента двигателя и стехиометрического воздушно-топливного отношения. Кроме того, датчик может определять воздушно-топливное отношение отработавших газов, выходящих из двигателя, и определенное воздушно-топливное отношение может быть сравнено с требуемым воздушно-топливным отношением. Контроллер может рассчитать погрешность на основе разницы между требуемым воздушно-топливным отношением и определенным воздушно-топливным отношением. Соответственно, впрыск топлива от топливных форсунок может быть отрегулирован на основе рассчитанной погрешности. Алгоритм 300 затем завершается.
На шаге 308, если определяют, что вакуум в коллекторе не выше верхнего первого порогового значения на шаге 308, то алгоритм 300 переходит на шаг 328 для определения того, выше ли вакуум в коллекторе нижнего второго порогового значения. Нижнее второе пороговое значение может представлять уровень вакуума, ниже которого уровни наддува выше порогового значения. Таким образом, нижнее второе пороговое значение может включать в себя уровни вакуума, ниже которых имеют место повышенная нагрузка двигателя и/или сверхатмосферные условия на впуске.
Если вакуум в коллекторе выше нижнего второго порогового значения на шаге 328, и, таким образом, вакуум в коллекторе находится между верхним первым пороговым значением и нижним вторым пороговым значением, то алгоритм 300 переходит на шаг 330 для выполнения алгоритма 400 по фиг. 4. Алгоритм 400 будет раскрыт более подробно ниже со ссылкой на фиг. 4.
С другой стороны, если подтверждают, что вакуум в коллекторе не выше второго порогового значения, и поэтому ниже и верхнего первого порогового значения, и нижнего второго порогового значения, то алгоритм 300 переходит на шаг 332, на котором различные клапаны могут быть отрегулированы для обеспечения продувочного потока через эжектор. На шаге 338 положение ОК может быть отрегулировано на основе одного или более из следующего: давление наддува, загруженность адсорбера и уровень вакуума в коллекторе. Положение ОК может быть отрегулировано с увеличением отклонения к открытому второму положению и от закрытого первого положения с одним или более из следующего: увеличение загруженности адсорбера, увеличение давления наддува и уменьшение уровней вакуума в коллекторе. Таким путем, количество продувочных газов, текущих из адсорбера в эжектор, может увеличиваться, с увеличением отклонения ОК от закрытого первого положения к открытому второму положению. Однако, в некоторых примерах, в которых ОК является клапаном с двумя состояниями, ОК может быть переведен в положение «вкл» (или открытое) на шаге 338. Таким образом, если уровни наддува выше порогового значения, и если определяют, что двигатель работает с наддувом, ОК может быть открыт, и газы от адсорбера могут быть продуты через эжектор на вход компрессора.
Далее ППКА может быть открыт на шаге 336. В примерах, где ППКА является клапаном с двумя состояниями, ППКА может быть переведен в положение «вкл» (или открытое) на шаге 336. Однако, в примерах, в которых ППКА является бесступенчато-регулируемым клапаном, ППКА может быть отрегулирован между закрытым первым положением и полностью открытым вторым положением. В любом положении, которое не является закрытым первым положением ППКА, газы текут из места выше по потоку от ПКА в эжектор через ППКА. Таким образом, ППКА может быть переведен от закрытого первого положения в открытое второе положение или любое положение между закрытым первым положением и открытым вторым положением так, что продувочные газы могут течь через ППКА.
В некоторых примерах, ПКА может быть закрыт на шаге 334 так, что продувочные газы не текут через ПКА. Таким образом, в таких примерах продувочные газы могут течь только из адсорбера в эжектор и только через первый продувочный перепускной трубопровод, а не через второй продувочный перепускной трубопровод или ПКА. По существу, продувочные газы могут течь только из адсорбера во впускной коллектор через эжектор, а не через клапан ПКА и/или продувочный трубопровод. Однако, в некоторых примерах, ПКА может быть отрегулирован в открытое положение так, что часть газов, текущих из адсорбера, течет через ПКА в эжектор и/или непосредственно во впускной коллектор через продувочный трубопровод. В примерах, в которых ПКА не находится в закрытом положении, и ОК не находится в закрытом положении, продувочные газы могут течь через ПКА и через второй обратный клапан (в частности, второй обратный клапан 152, показанный на фиг. 1) на пути к эжектору.
И ПКА, и ППКА могут быть отрегулированы на основе уровня наддува. Если уровень наддува меньше порогового значения, то ПКА и ППКА могут быть закрыты на шаге 332 так, что газы не могут течь из эжектора к ПКА и/или ППКА. Пороговое значение может представлять уровень наддува, падение ниже которого может привести к тому, что газы потекут из эжектора 180кПКА и ППКА.
На шаге 340 сжатый воздух может быть направлен из места ниже по потоку от компрессора 114 (и в примере по фиг. 1, ниже по потоку от промежуточного охладителя 143) и выше по потоку от впускного дросселя 165, через эжектор 180 к входу компрессора. Этот эжектирующий поток сжатого воздуха через эжектор создает вакуум. На шаге 344 вакуум может быть затянут в горловину эжектора, а на шаге 346 подан выше по потоку от ПКА для затягивания продуваемых паров из адсорбера на вход компрессора через эжектор.
Подаваемый вакуум может затягивать продуваемые пары из адсорбера на вход компрессора через эжектор. На шаге 346 продуваемые пары могут быть направлены через ППКА. На шаге 348 эти пары могут затем течь через третий обратный клапан (в частности, обратный клапан 153, показанный на фиг. 2А), если он присутствует, ниже по потоку от ППКА, между вторым обратным клапаном и эжектором. Дополнительно, в некоторых примерах алгоритм 300 может дополнительно или альтернативно включать в себя отсутствие прохождения продуваемых паров через ПКА. Таким образом, в некоторых примерах алгоритм 300 может включать в себя протекание продуваемых паров только через ППКА и не через ПКА, когда вакуум во впускном коллекторе меньше нижнего второго порогового значения. По существу, алгоритм 300 может включать в себя прохождение паров через третий обратный клапан и не через второй обратный клапан.
Однако, в некоторых примерах, где ПКА не закрыт, алгоритм 300 может опционально включать в себя протекание части паров через ПКА на пути к эжектору и/или впускному коллектору, когда вакуум меньше нижнего второго порогового значения. При протекании паров через ПКА к эжектору, алгоритм 300 включает в себя протекание паров через второй продувочный перепускной трубопровод. В некоторых примерах протекание паров через второй продувочный перепускной трубопровод включает в себя протекание продуваемых паров через второй обратный клапан. Таким образом, в некоторых примерах, алгоритм 300 может включать в себя протекание продуваемых паров через второй и третий обратные клапаны.
Эти десорбируемые пары могут быть приняты на входе компрессора и могут затем проходить во впускной коллектор для сгорания в цилиндрах двигателя 102. На основе количества топливных паров, принятых из адсорбера, на шаге 326 может быть отрегулирована подача топлива в двигатель. Таким образом, количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска топлива могут быть отрегулированы в соответствии с количеством топливных паров, принятых из адсорбера. Согласно одному примеру, количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска могут быть отрегулированы для поддержания воздушно-топливного отношения в цилиндре на уровне или близко к требуемому отношению, например, стехиометрическому. Например, количество впрыскиваемого топлива может быть уменьшено в ответ на увеличение топливных паров, полученных из адсорбера. Алгоритм 300 затем завершается.
На фиг. 4 показан алгоритм 400 для регулирования потока продувочных газов из адсорбера (в частности, адсорбера 122, показанного на фиг. 1), когда присутствуют условия продувки адсорбера, а уровни вакуума в коллекторе находятся между верхним первым пороговым значением и нижним вторым пороговым значением. Таким образом, алгоритм 400 может быть запущен в продолжение алгоритма 300 с шага 330 алгоритма 300.
Алгоритм 400 начинается на шаге 402 оценкой и/или измерением рабочих параметров двигателя (в частности, запроса крутящего момента, частоты вращения двигателя, ДВК, БД, ДВД и т.п.). Давление на входе дросселя, которое может также называться здесь уровнем наддува, может быть оценено на основе выходных сигналов от датчика давления (в частности, датчика 161, показанного на фиг. 1), расположенного между компрессором (в частности, компрессором 114, показанном на фиг. 1) и дросселем (в частности, дросселем 165, показанным на фиг. 1).
Алгоритм 400 может перейти с шага 402 на шаг 404, где определяют, находится ли вакуум в коллекторе между первым и вторым пороговыми значениями (в частности, первым и вторым пороговыми значениями, обсуждаемыми ранее со ссылкой на фиг. 3). Если определяют, что уровень вакуума в коллекторе не находится в диапазоне между первом и вторым пороговыми значениями, то алгоритм 400 переходит на шаг 406, который не продолжает алгоритм 400. Алгоритм 400 затем завершается.
С другой стороны, если вакуум в коллекторе находится между первым и вторым пороговыми значениями на шаге 404, алгоритм 400 переходит на шаг 408, который содержит регулирование одного или более из следующего: ПКА (в частности, ПКА 164, показанного на фиг. 1), ППКА (в частности, ППКА 184, показанного на фиг. 1) и ОК (в частности, ОК 185, показанного на фиг. 1), на основе одного или более из следующих параметров: загруженность адсорбера, давление наддува и вакуум в коллекторе.
Положение клапанов может быть отрегулировано между соответствующими закрытыми первыми положениями, когда газы не текут через клапаны, и открытыми вторыми положениями, когда газы текут через клапаны. В примерах, где клапаны являются клапанами с двумя состояниями, клапаны могут быть переведены только в закрытые первые положения или открытые вторые положения. В некоторых примерах, в которых клапаны являются бесступенчато-регулируемыми клапанами, клапаны могут быть также отрегулированы в одно или более положений между закрытым первым положением и открытым вторым положением. В таких примерах, если перепад давления на клапанах примерно постоянен, то количество газов, текущих через клапаны, может увеличиваться с увеличением отклонения клапанов от закрытого первого положения к открытому второму положению.
Как раскрывалось выше со ссылкой на фиг. 3, создание вакуума в эжекторе (в частности, эжекторе 180), установленного параллельно компрессору (в частности, компрессору 114, показанному на фиг. 1), может увеличиваться с увеличением перепадов давления на компрессоре (в частности, увеличением уровней наддува) и/или с увеличением отклонения ОК к открытому второму положению от закрытого первого положения. Таким образом, количество вакуума, создаваемого на эжекторе, можно регулировать путем регулирования положения ОК.
Если ОК не в закрытом первом положении, и вакуум создается в эжекторе, продуваемые пары из адсорбера могут быть затянуты в эжектор из двух раздельных трактов потока. Продувочные газы могут быть затянуты в эжектор из первого продувочного перепускного трубопровода (в частности, первого продувочного перепускного трубопровода 121, показанного на фиг. 1) и/или из второго продувочного перепускного трубопровода (в частности, второго продувочного перепускного трубопровода 123, показанного на фиг. 1). Продувочные газы, затянутые через второй продувочный перепускной трубопровод, текут через ПКА, который включает в себя звуковое сопло (в частности, звуковое сопло 172, показанное на фиг. 1). Однако, продувочные газы, затянутые через первый продувочный перепускной трубопровод, не текут через ПКА, но вместо этого текут через ППКА, который не включает в себя звуковое сопло.
В примерах, в которых ОК является бесступенчато-регулируемым клапаном, ОК может быть отрегулирован с увеличением отклонения к открытому второму положению от закрытого первого положения с увеличением уровней наддува, увеличением загруженности адсорбера и уменьшением вакуума в коллекторе.
В примерах, в которых ППКА является клапаном с двумя состояниями и может быть переведен только в закрытое первое положение или открытое второе положение, алгоритм 400 на шаге 408 может включать в себя перевод ППКА в открытое второе положение. Однако, в других примерах алгоритм 400 может включать в себя перевод ППКА в закрытое первое положение. В примерах, в которых ППКА является бесступенчато-регулируемым клапаном, ППКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к открытому второму положению от закрытого первого положения с увеличением уровней наддува, увеличением загруженности адсорбера и уменьшением вакуума в коллекторе. Однако, в некоторых примерах, если загруженность адсорбера увеличивается выше порогового значения, где пороговое значение представляет собой уровень загруженности адсорбера, превышение которого может привести к продувке во впускной коллектор избыточных топливных паров, ППКА может быть закрыт с целью ограничения количества топливных паров, текущих во впускной коллектор 144. Т.к. ППКА может позволять прохождение через него большего количества продувочных газов, чем ПКА из-за того, что ППКА не включает в себя звуковое сопло, как ПКА, эффективность продувки при условиях с наддувом может быть увеличена по сравнению с прохождением продувочных газов только через ПКА.
В примерах, в которых ПКА является клапаном с двумя состояниями и может быть переведен только в закрытое первое положение или открытое второе положение, алгоритм 400 на шаге 408 может включать в себя перевод ПКА в открытое второе положение. Однако, в других примерах алгоритм 400 может включать в себя перевод ПКА в закрытое первое положение. В примерах, в которых ПКА является бесступенчато-регулируемым клапаном, ПКА может быть отрегулирован на основе уровней наддува, загруженности адсорбера и вакуума в коллекторе. Например, ПКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к открытому второму положению с увеличением загруженности адсорбера для увеличения эффективности продувки. Однако, ПКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к закрытому первому положению для уменьшающегося вакуума в коллекторе, с целью снижения обратного потока газов из впускного коллектора (в частности, впускного коллектора 144, показанного на фиг. 1) в адсорбер. Однако, в примерах, в которых содержится обратный клапан (в частности, обратный клапан 152, показанный на фиг. 1-2А) для предотвращения обратного потока паров из впускного коллектора на ПКА, ПКА может оставаться в открытом втором положении при всех рабочих условиях двигателя, за исключением рабочих условий двигателя, при которых загруженность адсорбера превышает пороговое значение, где пороговое значение представляет собой уровень загруженности адсорбера, превышение которого может привести к подаче избыточных топливных паров во впускной коллектор. В некоторых примерах пороговое значение загруженности адсорбера может составлять 60% от потребности в топливе двигателя (в частности, двигателя 102, показанного на фиг. 1-2В). Таким образом, если загруженность адсорбера достаточно высока для того, чтобы открытие ПКА привело бы к подаче более 60% потребности в топливе в двигатель за счет продуваемых паров из адсорбера, то ПКА может быть закрыт. В противном случае ПКА может оставаться в открытом втором положении.
Таким образом, отношение продувочных газов, текущих через ПКА и второй продувочный перепускной трубопровод, к потоку продувочных газов через ППКА и первый продувочный перепускной трубопровод может быть отрегулировано на основе одного или более из следующих параметров: загруженности адсорбера, времени с момента предыдущей продувки, уровня вакуума во впускном коллекторе и уровня наддува. ПКА и ППКА могут быть отрегулированы для регулирования количества продувочных газов, текущих через второй продувочный перепускной трубопровод и первый продувочный перепускной трубопровод соответственно. Увеличение открытия клапана ПКА может увеличить вакуум, подаваемый ниже по потоку от ПКА из эжектора. Увеличение открытия ППКА может увеличить вакуум, создаваемый выше по потоку от ПКА. Таким образом, отношение газов, текущих через ПКА и второй продувочный перепускной трубопровод, к потоку продувочных газов через ППКА и первый продувочный перепускной трубопровод может быть отрегулировано путем регулирования вакуума, подаваемого ниже по потоку и выше по потоку от ПКА соответственно.
Вакуум, создаваемый выше по потоку от ПКА, может быть увеличен путем регулирования ППКА в более открытое положение. Таким образом, отношение газов, текущих через ПКА и второй продувочный перепускной трубопровод, к потоку продувочных газов через ППКА и первый продувочный перепускной трубопровод может быть отрегулировано путем регулирования вакуума, подаваемого ниже по потоку и выше по потоку от ПКА соответственно, где вакуум, подаваемый ниже по потоку от ПКА, может увеличиваться с увеличением отклонения ПКА от закрытого положения к открытому положению, и где вакуум, подаваемый выше по потоку от ПКА, может увеличиваться с увеличением отклонения ППКА от закрытого положения к открытому положению.
Отношение продувочных газов, текущих через ПКА и второй продувочный перепускной канал, относительно ППКА и первого продувочного перепускного канала может быть отрегулировано на основе одного или более из следующих параметров: загруженности адсорбера, времени с момента предыдущей продувки, вакуума во впускном коллекторе и давления наддува. В частности, отношение продувочных газов, текущих через ППКА и первый продувочный перепускной канал, относительно ПКА и второго продувочного перепускного канала может увеличиваться с увеличением давления наддува, уменьшением вакуума в коллекторе (увеличением давления в коллекторе) и увеличением загруженности адсорбера выше порогового значения. Иначе говоря, количество вакуума, подаваемого в место выше по потоку от ПКА, относительно места ниже по потоку от ПКА может увеличиваться с увеличением давления наддува, уменьшением вакуума в коллекторе и увеличением загруженности адсорбера. Таким образом, ППКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к полностью открытому положению от закрытого положения, при одном или более из следующего: увеличении давления наддува, уменьшении вакуума в коллекторе и увеличении загруженности адсорбера. Дополнительно или альтернативно, ПКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к закрытому положению от открытого положения при одном или более из: увеличении давления наддува, уменьшения вакуума в коллекторе и увеличения загруженности адсорбера при условиях с наддувом, при которых уровень вакуума во впускном коллекторе ниже порогового значения (в частности, давление воздуха в коллекторе выше порогового значения).
При условиях с наддувом ОК может не быть в закрытом положении. В некоторых примерах ОК может оставаться открытым при всех рабочих условиях двигателя, за исключением условий, при которых запрос крутящего момента превышает пороговое значение. Пока ОК не находится в закрытом первом положении (при условиях с наддувом), продувочные газы могут течь через адсорбер к эжектору. Путем регулирования положений ПКА и/или ППКА, может быть отрегулировано относительное количество продувочных газов, текущих в эжектор через клапан ПКА и второй продувочный перепускной трубопровод, по сравнению с их течением в эжектор через ППКА и первый продувочный перепускной трубопровод. Иначе говоря, отношение продувочных газов, текущих в первый продувочный перепускной трубопровод через ППКА, относительно второго продувочного перепускного трубопровода через ПКА, может быть отрегулировано путем регулирования положения ППКА и ПКА. В частности, если положение ПКА поддерживается постоянным, то отношение газов, текущих через первый продувочный перепускной трубопровод, относительно второго продувочного перепускного трубопровода, может увеличиваться с увеличением отклонения ППКА к открытому второму положению от закрытого первого положения, и наоборот. Аналогичным образом, если положение ППКА поддерживается постоянным, то отношение газов, текущих через первый продувочный перепускной трубопровод, относительно второго продувочного перепускного трубопровода, может снижаться с увеличением отклонения ППКА к открытому второму положению от закрытого первого положения, и наоборот. В то время, когда ПКА открыт, продувочные газы могут также течь во впускной коллектор, в зависимости от перепада давления между адсорбером и впускным коллектором. Однако, если ПКА закрыт, и ОК не закрыт, продувочные газы могут течь только через первый продувочный перепускной трубопровод и ППКА к эжектору по пути к месту выше по потоку от компрессору. Таким образом, если ПКА закрыт, а ОК и ППКА не закрыты, то продувочные газы могут течь только через первый продувочный перепускной трубопровод, а не через ПКА, первый продувочный перепускной трубопровод или не через продувочный трубопровод (в частности, продувочный трубопровод 119, показанный на фиг. 1).
Т.к. ППКА может позволять прохождение через него большего количества продувочных газов, чем ПКА из-за того, что ППКА не включает в себя звуковое сопло, как ПКА, эффективность продувки при условиях с наддувом может быть увеличена по сравнению с прохождением продувочных газов только через ПКА.
Алгоритм 400 может перейти на шаг 410, на котором направляют поток сжатого воздуха из места ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от дросселя через эжектор на вход компрессора аналогичным способом, как раскрывалось выше со ссылкой на шаг 340 алгоритма 300 на фиг. 3. После создания вакуума в эжекторе путем рециркуляции воздуха в обход компрессора, алгоритм 400 может затем перейти на шаг 412, на котором подают вакуум из впускного коллектора и/или эжектора в продуваемый адсорбер аналогичным способом, как раскрывалось на шаге 342 алгоритма 300 на фиг. 3.
Таким образом, способ 400 на шаге 412 может включать в себя затягивание вакуума на горловине эжектора и подачу затянутого вакуума к месту ниже по потоку от ПКА на шаге 414. Дополнительно, способ 400 на шаге 412 может включать в себя затягивание вакуума на горловине эжектора и подачу затянутого вакуума к месту выше по потоку от ПКА на шаге 416. Способ 400 может затем перейти от шага 412 к шагу 418, который содержит использование подаваемого вакуума для затягивания продуваемых паров из адсорбера на вход компрессора через эжектор и/или во впускной коллектор. Подача вакуума, созданного на эжекторе, в место выше по потоку от ПКА может быть инициирована путем открытия клапана ППКА. Таким образом, способ 400 в рамках шага 418 может включать в себя направление потока паров через ППКА на шаге 422. Аналогичным образом, подача вакуума, созданного на эжекторе, в место ниже по потоку от ПКА может быть инициирована путем открытия ПКА. Таким образом, способ 400 в рамках шага 418 может включать в себя направление потока паров через ПКА на шаге 420. Таким образом, в некоторых примерах вакуум, создаваемый на эжекторе, может быть подан только в место выше по потоку от ПКА и не в место ниже по потоку от ПКА, путем закрытия ПКА и открытия ППКА. В некоторых примерах вакуум, создаваемый на эжекторе, может быть подан только в место ниже по потоку от ПКА и не в место выше по потоку от ПКА, путем закрытия ППКА и открытия ПКА. В еще одних примерах вакуум, создаваемый на эжекторе, может быть подан и в место выше по потоку от ПКА, и в место ниже по потоку от ПКА, путем открытия обоих клапанов, ПКА и ППКА. Таким образом, если ППКА открыт, как на шаге 422, пары из адсорбера могут быть направлены через ППКА.
Пары могут быть затем приняты из эжектора во впускном коллекторе на шаге 424. Таким образом, алгоритм 400 на шаге 424 может содержать направление потока паров, продуваемых через эжектор, в место выше по потоку от компрессора, через компрессор и дроссель, во впускной коллектор.
На основе количества топливных паров, принятых из адсорбера, на шаге 426 может быть отрегулирована подача топлива в двигатель. Таким образом, количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска топлива могут быть отрегулированы в соответствии с количеством топливных паров, принятых из адсорбера. Согласно одному примеру, количество впрыскиваемого топлива и/или момент впрыска могут быть отрегулированы для поддержания воздушно-топливного отношения в цилиндре на уровне или близко к требуемому отношению, например, стехиометрическому. Например, количество впрыскиваемого топлива может быть уменьшено в ответ на увеличение топливных паров, полученных из адсорбера. Алгоритм 400 затем завершается.
Таким путем, способ может содержать шаги, на которых: в условиях с наддувом создают вакуум путем рециркуляции сжатого воздуха через эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, подают первую часть вакуума в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера; и подают вторую, оставшуюся часть вакуума в продувочную магистраль выше по потоку от продувочного клапана адсорбера. Способ может дополнительно содержать шаг, на котором регулируют соотношение первой части вакуума относительно второй части вакуума, подаваемого на основе одного или более из следующих параметров: загруженность адсорбера, время с момента предыдущей продувки, уровень вакуума во впускном коллекторе и уровень наддува. Дополнительно или альтернативно, регулирование соотношения может включать в себя шаг, на котором при увеличении загруженности адсорбера увеличивают первую часть вакуума, подаваемого в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера, относительно второй части вакуума, подаваемого в продувочную магистраль выше по потоку от продувочного клапана адсорбера. Подача первой часть вакуума в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера включает в себя шаг, на котором направляют поток топливных паров из адсорбера на вход компрессора через продувочный клапан адсорбера и через обратный клапан.
В некоторых примерах подача второй части вакуума в продувочную магистраль выше по потоку от продувочного клапана адсорбера включает в себя шаг, на котором направляют поток топливных паров из адсорбера на вход компрессора через перепускной клапан без прохождения потока топливных паров через продувочный клапан адсорбера. Прохождение потока топливных паров из адсорбера на вход компрессора через перепускной клапан может дополнительно или альтернативно содержать шаг, на котором направляют поток топливных паров во всасывающий порт эжектора. В дополнительных примерах прохождение потока топливных паров из адсорбера на вход компрессора через перепускной клапан может дополнительно включать в себя шаг, на котором направляют поток топливных паров из перепускного клапана во всасывающий порт эжектора через обратный клапан. Перепускной клапан может представлять собой клапан с малым ограничением, выполненный с возможностью регулирования между первым полностью открытым положением и вторым полностью закрытым положением. Способ дополнительно может содержать шаг, на котором в условиях без наддува подают вакуум из впускного коллектора в продувочную магистраль ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера. В других примерах подача вакуума из впускного коллектора в продувочную магистраль может включать в себя шаг, на котором направляют поток топливных паров из адсорбера во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера и не через перепускной клапан.
В другом представлении способ для двигателя с наддувом может содержать: при первом условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера, при втором условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора, установленного в перепускном канале компрессора, при этом поток накопленных топливных паров направляют через перепускной канал в обход продувочного клапана адсорбера; и при третьем условии направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора и во впускной коллектор через продувочный клапан адсорбера, при этом поток накопленных топливных паров направляют во всасывающий порт эжектора через продувочный клапан адсорбера и через обратный клапан. В некоторых примерах при первом условии накопленные топливные пары могут не проходить через перепускной клапан, установленный в перепускном канале, или через обратный клапан. При втором условии накопленные топливные пары могут не проходить через продувочный клапан или через обратный клапан. При третьем условии накопленные топливные пары могут не проходить через перепускной клапан. В некоторых примерах первое условие может включать в себя работу двигателя с естественным всасыванием, и при этом второе и третье условия могут включать в себя работу двигателя с наддувом, при этом уровень наддува при втором условии выше уровня наддува при третьем условии. При первом условии вакуум во впускном коллекторе может быть выше верхнего порогового значения, при втором условии вакуум во впускном коллекторе может быть ниже нижнего порогового значения, и при этом при третьем условии вакуум во впускном коллекторе может находиться между верхним и нижним пороговыми значениями.
Способ может дополнительно содержать шаг, на котором при втором и при третьем условиях регулируют поток сжатого воздуха через перепускной канал компрессора на основе давления наддува и на основе загруженности адсорбера. Регулирование потока сжатого воздуха через перепускной канал компрессора в некоторых примерах может включать в себя шаг, на котором увеличивают открытие отсечного клапана эжектора с целью увеличения рециркуляции сжатого воздуха из места ниже по потоку от впускного компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха в место выше по потоку от компрессора через перепускной канал компрессора.
В другом представлении способ может содержать: при первом условии с наддувом направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора, установленного в перепускном канале компрессора, при этом поток накопленных топливных паров направляют через перепускной канал в обход продувочного клапана адсорбера; и при втором условии с наддувом направляют поток накопленных топливных паров из адсорбера во всасывающий порт эжектора через продувочный клапан адсорбера и через перепускной канал. В некоторых примерах первое условие с наддувом может включать в себя то, что уровень наддува выше первого порогового значения, и при этом второе условия с наддувом включает в себя то, что уровень наддува ниже первого порогового значения.
В другом представлении способ для двигателя с наддувом может содержать шаги, на которых: направляют первую часть топливных паров адсорбера во впускную систему двигателя через продувочный клапан адсорбера, направляют вторую часть топливных паров адсорбера из места выше по потоку от продувочного клапана адсорбера на вход компрессора через перепускной клапан и через эжектор, направляют третью часть топливных паров адсорбера из места ниже по потоку от продувочного клапана адсорбера на вход компрессора только через эжектор и регулируют отношение первой, второй и третьей частей на основе уровней наддува и давления во впускном коллекторе.
На фиг. 5 представлен график 500, иллюстрирующий сравнение между расходами продувочного потока через эжектор (в частности, эжектор 180, показанный на фиг. 1), когда эжектор соединен только с местом ниже по потоку от ПКА (в частности, ПКА 164, показанный на фиг. 1) и когда эжектор (в частности, эжектор 180) соединен и с местом выше по потоку, и с местом ниже по потоку от ПКА. График 500 показывает расход всасывающего потока по оси у и уровни вакуума во впускной системе по оси х. Кроме того, кривая 502 на графике 500 представляет пример расхода через одиночный ПКА, такой как ПКА 164 по фиг. 1. Таким образом, кривая 502 представляет расходы всасывающего потока на эжекторе, когда продувочные газы могут течь в эжектор только через одиночный ПКА и второй продувочный перепускной трубопровод (в частности, второй продувочный перепускной трубопровод 123, показанный на фиг. 1). Кривая 504 отображает расходы всасывающего потока в эжектор через ПКА и ППКА (в частности, ППКА 184, показанный на фиг. 1). Таким образом, кривая 504 отображает расходы всасывающего потока на эжекторе, когда продувочные газы могут течь в эжектор через второй продувочный перепускной трубопровод и ПКА и через первый перепускной трубопровод (в частности, первый продувочный перепускной трубопровод 121, показанный на фиг. 1), который обеспечивает обход ПКА и включает в себя клапан ППКА с малым ограничением. Кривая 506 представляет вакуум, вырабатываемый эжектором при данном давлении наддува.
Если вакуум, создаваемый эжектором, подают только в место ниже по потоку от ПКА, расход продувочного потока через эжектор может быть такой, какой обозначен пересечением кривой 502 и кривых расхода всасывающего потока эжектора (в частности, 508). С одной стороны, если вакуум из эжектора непосредственно подают в место выше по потоку от ПКА, расход продувочного потока через эжектор может быть увеличен относительно того, когда прохождение продувочного потока разрешено только через ПКА, как показано на кривой 504. Например, продувочный поток через эжектор на кривой 506 давления наддува, когда эжектор соединен только с местом ниже по потоку от ПКА, может быть обозначен расходом в точке 508 (в частности, пересечение кривой 502 и кривой 506).
Если, с другой стороны, эжектор соединен и с местом выше по потоку, и с местом ниже по потоку от ПКА, расход через эжектор при первом давлении наддува может быть показан на графике 500, на котором кривая 504 пересекает кривую 506 давления наддува в точке 510. Таким образом, путем соединения эжектора с местами выше по потоку и ниже по потоку от ПКА, может быть создан менее ограниченный тракт продувочного потока в эжектор и может быть значительно увеличен расход продувочного потока. Более конкретно, т.к. ПКА содержит звуковое сопло, а ППКА нет, ППКА и первый продувочный перепускной трубопровод обеспечивают менее ограниченный тракт потока для продувочных газов в эжектор, чем ПКА. По существу, может быть увеличен поток продувочных газов в эжектор, когда ОК (в частности, ОК 185, показанный на фиг. 1) открыт для создания вакуума на эжекторе, по сравнению с прохождением продувочных газов только через ПКА по пути в эжектор.
На фиг. 6 показана диаграмма 600, иллюстрирующая пример операции продувки в примере системы двигателя, такой как на фиг. 1, при условиях с наддувом и без наддува в соответствии с настоящим раскрытием. Диаграмма 600 включает в себя показание продувочного потока через эжектор (в частности, эжектор 180, показанный на фиг. 1) на графике 602, положение ОК (в частности, ОК 185, показанного на фиг. 1) на графике 604, режим работы ПКА (в частности, ПКА 164, показанного на фиг. 1) на графике 608, положение ППКА (в частности, ППКА 184, показанного на фиг. 1) на графике 606, загруженность адсорбера на графике 612, давление во впускном коллекторе (ДВК) на графике 614, давление наддува на графике 618 и частоту вращения двигателя на графике 620. Все вышеперечисленные параметры отложены в зависимости от времени по оси х, при этом время увеличивается слева направо по оси х. Дополнительно, линия 613 представляет пороговую загруженность адсорбера, при превышении которой могут определить, что имеют место условия продувки адсорбера, как обсуждалось выше со ссылкой на фиг. 3. Линия 617 представляет нижнее первое пороговое значение для давления воздуха в коллекторе, которое может представлять верхнее первое пороговое значение для уровня вакуума в коллекторе (в частности, верхнее первое пороговое значение, раскрытое на фиг. 3 и 4). Таким образом, линия 617 может представлять уровни вакуума в коллекторе, при этом уровни ДВК ниже линии 617 могут представлять уровни вакуума, которые выше первого порогового значения. Линия 617 может представлять уровни ДВК, превышение которых отображает условия двигателя с наддувом, а падение ниже которых отображает условия двигателя без наддува. Таким образом, между t0 и t1, t4 и t7 и после t10 двигатель может работать без наддува. Линия 619 представляет верхнее второе пороговое значение для давления воздуха в коллекторе, которое может представлять нижнее второе пороговое значение для уровня вакуума в коллекторе (в частности, нижнее второе пороговое значение, раскрытое на фиг. 3 и 4). Таким образом, линия 619 может представлять уровни вакуума в коллекторе, при этом уровни ДВК выше линии 619 могут отображать уровни вакуума, которые ниже второго порогового значения.
Между t0 и t1 двигатель может работать на холостом ходу, при этом имеют место условия без наддува. С того момента, как загруженность адсорбера станет выше пороговой загруженности адсорбера (линия 613), а двигатель будет работать с условием вакуума (давление в коллекторе значительно ниже первого порогового значения (график 617), показанного на графике 614, может быть инициирован продувочный поток путем открытия ПКА (график 608). По существу, открытие ПКА указывает на активацию соленоидного клапана так, что он пульсирует между открытым и закрытым положениями с повышенной частотой. Т.к. двигатель работает без наддува, ОК может быть переведен в полностью закрытое положение (график 604), и продувочного потока через эжектор (график 602) может не быть. Дополнительно, т.к. ОК закрыт, перепускной клапан (в частности, ППКА 184) может быть также закрыт между t0 и t1. Поэтому между t0 и t1 может возникать значительный продувочный поток через ПКА непосредственно во впускной коллектор.
В момент t1 водитель может нажать акселератор, и частота вращения двигателя может значительно увеличиться. В ответ на нажатие акселератора давление наддува на впускном дросселе может быстро возрасти (график 618). Таким образом, ДВК может увеличиться выше нижнего первого порогового значения. ПКА может поддерживаться в открытом положении, т.к. загруженность адсорбера все еще выше порогового значения (612). В ответ на увеличение ДВК выше нижнего первого порогового значения (уменьшения уровня вакуума ниже верхнего первого порогового значения), положение ОК может быть отрегулировано с увеличением отклонения к открытому положению и от закрытого положения с увеличением давления наддува (график 604). По существу, продувочный поток через эжектор может быть инициирован в момент t1. Соответственно, между t1 и t2 продувочный поток через эжектор может увеличиваться с увеличением давления наддува и переведением ОК к более закрытому положению.
В момент t2 ДВК может достигнуть верхнего второго порогового значения (нижнее второе пороговое значение для уровня вакуума в коллекторе). В ответ на достижение ДВК верхнего второго порогового значения, перепускной клапан может быть открыт на этапе t2. ОК может быть переведен в полностью открытое положение в момент t2. Дополнительно, ПКА может поддерживаться в открытом положении. Таким образом, продувочные газы могут проходить через ПКА и перепускной клапан в момент t2, пока загруженность адсорбера остается выше порогового значения, и присутствуют условия продувки адсорбера.
Между t2 и t3 ДВК может колебаться выше верхнего второго порогового значения. Дополнительно, загруженность адсорбера может продолжать колебаться выше порогового значения. По существу, ОК может оставаться открытым, продувочный поток через эжектор может продолжаться, а ПКА и перепускной клапан могут оставаться открытыми. Дополнительно, продувочные пары могут течь из адсорбера (в частности, адсорбера 122, показанного на фиг. 1) в эжектор через первую продувочную перепускную магистраль, включающую ППКА, (в частности, первый продувочный перепускной трубопровод 121, показанный на фиг. 1) и вторую продувочную перепускную магистраль, включающую ПКА, (в частности, второй продувочный перепускной трубопровод 123, показанный на фиг. 1). Таким образом, после t2 продувочный поток топливных паров может возникать главным образом через эжектор на вход компрессора.
В момент t3 частота вращения двигателя может уменьшиться, и, соответственно, ДВК и давление наддува могут уменьшиться. ДВК может уменьшиться ниже верхнего второго порогового значения, но оставаться выше нижнего первого порогового значения. По существу, ОК может поддерживаться в открытом положении, а продувочные газы могут все еще течь в эжектор. Перепускной клапан может начать закрываться в момент t3.
Между t3 и t4 давление наддува может продолжать уменьшаться, как и ДВК, но ДВК не уменьшается ниже нижнего первого порогового значения. По существу, ОК может оставаться открытым, как и ПКА. Перепускной клапан, однако, может быть отрегулирован с увеличением отклонения от открытого положения к закрытому положению при уменьшении давления наддува. Загруженность адсорбера может оставаться выше порогового значения. Таким образом, продувочный поток через эжектор может продолжать иметь место между t3 и t4.
В момент t4 может возникнуть условие холостого хода. ДВК уменьшается ниже нижнего первого порогового значения, и, соответственно, ОК может быть закрыт.Таким образом, продувочные газы могут не течь через эжектор. ПКА может оставаться открытым в момент t4, пока загруженность адсорбера все еще выше порогового значения. Т.к. ОК закрыт в момент t4, ППКА может также быть закрыт в момент t4.
Между t4 и t5 давление воздуха в коллекторе может оставаться ниже нижнего первого порогового значения, и по существу ОК и перепускной клапан могут оставаться закрытыми. По существу, продувочный поток через эжектор может отсутствовать. Клапан ПКА может оставаться открытым, пока загруженность адсорбера все еще выше порогового значения.
В момент t5 двигатель может быть остановлен и может пребывать в состоянии покоя. По существу, двигатель может быть переведен в состояние «выкл» при выключенном состоянии ключа зажигания. Далее между t5 и t6 может возникнуть событие заправки. Таким образом, в показанном примере двигатель может быть остановлен и может пребывать в состоянии покоя при заправке транспортного средства между t5 и t6. Далее, между t5 и t6 ПКА может быть закрыт. Соответственно, загруженность адсорбера увеличивается между t5 и t6 с ростом количества накопленных топливных паров в адсорбере при событии заправки.
В момент t6 после события заправки может возникнуть запуск двигателя. После запуска двигателя может возникнуть рост частоты вращения двигателя при начале движения транспортного средства. Между t6 и t7 ДВК увеличивается, частота вращения двигателя и давление наддува увеличиваются, но ДВК не увеличивается выше нижнего первого порогового значения. Поэтому ОК может оставаться закрытым. По существу, продуваемые пары могут не течь через эжектор, и перепускной клапан может оставаться закрытым. Однако, из-за увеличения загруженности адсорбера вследствие события заправки, ПКА может быть открыт в момент t6, и может оставаться открытым между t6 и t7.
В момент t7 ДВК может увеличиться выше нижнего первого порогового значения, если частота вращения двигателя и давление наддува продолжают увеличиваться. Таким образом, ОК может быть переведен в полностью открытое положение в момент t7, и продувочные газы могут начать течь через эжектор. В момент t7 перепускной клапан может быть отрегулирован к более открытому положению, и ПКА может быть отрегулирован к более закрытому положению. Между t7 и t8 ПКА может быть отрегулирован с увеличением отклонения к закрытому положению от открытого положения по мере увеличения ДВК (уменьшения вакуума во впускном коллекторе) и увеличении давления наддува. Однако, перепускной клапан может быть отрегулирован с увеличением отклонения к открытому положению от закрытого положения при увеличивающимся ДВК. Таким образом, отношение газов, текущих через первый продувочный перепускной трубопровод, к газам, текущим через второй продувочный перепускной трубопровод, может увеличиваться между t7 и t8. Таким путем, отношение продувочных потоков между двумя продувочными перепускными трубопроводами может быть отрегулировано путем регулирования ПКА и перепускного клапана.
В момент t8 ДВК может увеличиться выше верхнего второго порогового значения, и, таким образом, ОК может оставаться открытым, как и перепускной клапан. Однако, ПКА может быть закрыт, и, таким образом, между t8 и t9 продувочный поток через эжектор может быть затянут только из адсорбера через первый продувочный перепускной трубопровод, содержащий перепускной клапан, а не через клапан ПКА или второй продувочный перепускной трубопровод. Загруженность адсорбера может продолжать быть выше порогового значения.
В момент t9 ДВК может уменьшиться ниже верхнего второго порогового значения. ОК может быть отрегулирован в сторону от открытого положения, а между t9 и t10 ОК может быть отрегулирован с увеличением отклонения к закрытому положению, если давление наддува продолжает уменьшаться ниже верхнего второго порогового значения к нижнему первому пороговому значению между t9 и t10. Перепускной клапан может оставаться в полностью открытом положении между t9 и t10. Дополнительно, ПКА может оставаться закрытым. Таким образом, продувочные газы могут все еще течь через эжектор, но только через первый продувочный перепускной трубопровод.
В момент t10 ДВК уменьшается ниже нижнего первого порогового значения при уменьшении частоты вращения двигателя и давления наддува. ДВК продолжает колебаться ниже нижнего первого порогового значения после t10. По существу, ОК может быть закрыт в момент t10 и может оставаться закрытым после t10. Далее, перепускной клапан может быть переключен из открытого положения в закрытое положение в момент t10, и может оставаться закрытым после t10. Т.к. загруженность адсорбера уменьшается ниже порогового значения в момент t10, ПКА может оставаться закрытым в момент t10, а также после него.
Таким путем, предлагаются системы и способы, которые могут позволить осуществлять более полную продувку адсорбера топливных паров путем обеспечения альтернативного и дополнительного продувочного тракта для десорбируемых топливных паров через эжектор, не загроможденный ограничением потока, таким как звуковое сопло. Накопленные топливные пары из адсорбера топливной системы могут течь во впускную систему двигателя при условиях с наддувом через ПКА и/или через эжектор в перепускном канале компрессора. Вакуум, создаваемый на эжекторе, и, таким образом, количество продувочных газов, текущих в эжектор, могут регулироваться путем регулирования положения ОК. Поток во впускной коллектор через ПКА может возникать, только когда давление в адсорбере выше давления в коллекторе. Продувочный поток через эжектор может возникать, пока эжектор создает вакуум во время эжектирующего потока через эжектор. Дополнительно, при условиях без наддува, например, на холостом ходу, эжектор может не создавать достаточно вакуума для затягивания продуваемых паров из адсорбера. В таких условиях двигателя ОК может быть закрыт. По существу, при условиях без наддува вакуум во впускном коллекторе может более легко затягивать десорбируемые пары из адсорбера. Т.к. между адсорбером и впускным коллектором может быть повышенный перепад давления, значительный продувочный поток может возникать через продувочный трубопровод (в частности, продувочный трубопровод 119, показанный на фиг. 1) через ПКА. Кроме того, достаточный перепад давления между давлением в адсорбере и вакуумом в коллекторе может обеспечивать повышенный расход продувочного потока через ПКА, который может быть дозирован и отрегулирован посредством ограничения потока, в частности, звукового сопла в ПКА.
Однако, при условиях с наддувом, ОК может быть открыт для обеспечения создания вакуума на эжекторе, и по существу продувочный поток газа в эжектор может регулировать путем регулирования ПКА и/или ППКА. Т.к. ППКА расположен в первом продувочном перепускном трубопроводе, который обходит ПКА, эффективность продувочного потока может быть увеличена. ППКА может не содержать звуковое сопло, как ПКА, и, таким образом, увеличенное количество продувочных газов может течь в эжектор из адсорбера путем прохождения через первый продувочный перепускной трубопровод. В некоторых примерах ППКА и ПКА могут быть открыты для обеспечения возможности течения продувочных газов в эжектор через первый продувочный перепускной трубопровод и через второй продувочный перепускной трубопровод. Однако, открытие клапана ПКА может позволить газам проходить между ПКА и впускным коллектором, тогда как открытие только ППКА позволяет газам проходить только между адсорбером и эжектором по пути к впускному коллектору, а не между адсорбером непосредственно впускным коллектором. Отношение газов, текущих в первый продувочный перепускной трубопровод, к газам, текущим во второй продувочный перепускной трубопровод, может регулироваться путем регулирования ППКА и/или клапана ПКА. Таким образом, путем открытия ППКА и/или закрытия ПКА, отношение газов, текущих в первый продувочный перепускной трубопровод, к газам, текущим во второй продувочный перепускной трубопровод, может быть увеличено, и наоборот.
Таким образом, технический эффект увеличения количества продувочных газов, продуваемых из адсорбера топливных паров, может быть достигнут путем обеспечения двух различных трактов потока для продувочных газов, текущих из адсорбера в эжектор при условиях с наддувом. Другой технический эффект увеличения количества продувочных газов, продуваемых из адсорбера топливных паров, при глубоких уровнях вакуума во впускном коллекторе, может быть достигнут путем направления всех или части газов из адсорбера через трубопровод, обходящий ПКА, при этом трубопровод может включать в себя перепускной клапан с малым ограничением. Таким путем, при рабочих условиях двигателя, при которых уровень наддува выше порогового значения и/или уровни вакуума во впускном коллекторе ниже порогового значения, продувочный поток из адсорбера может быть увеличен путем подачи вакуума в место выше по потоку от ПКА посредством продувочного перепускного трубопровода, обходящего ПКА. По существу, газы из адсорбера могут течь в обход ПКА и могут не быть вынуждены течь через звуковое сопло ПКА. По существу, продувочные газы могут альтернативно или дополнительно течь через клапан с малым ограничением, расположенный в продувочном перепускном трубопроводе, не содержащем звуковое сопло. Поэтому, путем обеспечения двух трактов для продувочных газов, текущих из адсорбера в эжектор, при этом один тракт потока может включать в себя клапан с звуковым соплом, а другой нет, количество продувочных газов, текущих в эжектор, может быть увеличено.
Т.к. эжектор может создавать вакуум при рабочих условиях двигателя с наддувом, и при условиях, когда уровни вакуума в коллекторе ниже порогового значения, вакуум может быть подан для продувки адсорбера и при условиях с наддувом, и при условиях без наддува, с целью продувки адсорбера. Когда уровни вакуума во впускном коллекторе достаточно высоки, адсорбер может быть продут непосредственно во впускной коллектор через ПКА. Поток газов может быть ограничен за счет звукового сопла так, что количество углеводородов, текущих во впускной коллектор, может быть ограничено и/или отрегулировано для поддержания воздушно-топливного отношения. Однако, при условиях с наддувом, газы могут обходить ПКА и могут течь в большем количестве в эжектор через перепускной клапан, который может не включать в себя звуковое сопло.
В другом представлении способ может содержать поддержание ПКА в открытом положении при работе двигателя, пока загруженность адсорбера ниже порогового значения. Иначе говоря, ПКА может быть закрыт, только когда загруженность адсорбера превышает пороговое значение. При рабочих условиях двигателя без наддува, когда ПКА открыт, топливные пары из адсорбера могут быть продуты во впускной коллектор. Однако, при рабочих условиях двигателя с наддувом, при которых давления на входе дросселя выше давления на входе компрессора, способ может содержать открытие отсечного клапана, установленного в перепускном канале компрессора, и направление потока воздуха через эжектор, установленный в перепускном канале. Перепускной канал компрессора может быть установлен параллельно перепускному каналу. В некоторых примерах ОК может быть закрыт только при рабочих условиях двигателя без наддува. Прохождение воздуха через эжектор в перепускном канале может создавать засасывание на горловине эжектора, которое может использоваться для затягивания топливных паров из адсорбера. Таким образом, сжатый воздух из места ниже по потоку от компрессора может быть перенаправлен в место выше по потоку от компрессора через эжектор.
Эжектор может быть соединен с адсорбером для затягивания из него топливных паров. По существу, газы, текущие через перепускной канал компрессора в место выше по потоку от компрессора, могут включать в себя смесь сжатого впускного воздуха и топливных паров из адсорбера.
В некоторых примерах эжектор может быть соединен с ПКА по первому продувочному перепускному трубопроводу для затягивания топливных паров из ПКА при условиях с наддувом, при которых ОК открыт, когда ПКА открыт.Дополнительно или альтернативно, ППКА может быть расположен во втором продувочном перепускном канале так, что топливные пары из адсорбера могут течь в эжектор через ППКА, когда ОК открыт при условиях двигателя с наддувом. По существу, при условиях двигателя с наддувом, при которых ОК открыт, ПКА может оставаться открытым, а ППКА может быть открыт для увеличения количества топливных паров, текущих из адсорбера в эжектор и выше по потоку от компрессора. Однако, ППКА может оставаться закрытым, когда ОК закрыт.
Таким путем, относительное количество продувочных газов, текущих на вход компрессора, и газов, текущих во впускной коллектор, может быть отрегулировано путем регулирования положения отсечного клапана при поддержании продувочного клапана адсорбера в открытом положении. Дополнительно, когда отсечной клапан открыт, количество потока воздуха из адсорбера в эжектор и выше по потоку от компрессора может быть увеличено путем открытия ППКА.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или автомобилей. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут осуществляться системой управления, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим аппаратным оснащением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрываемые действия, операции и/или функции могут графически представлять код, запрограммированный в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, при этом раскрываемые действия выполняют путем исполнения инструкций в системе, содержащей разнообразные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.