用于egr的進(jìn)氣空氣氧補償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及用于EGR的進(jìn)氣空氣氧補償。方法包括基于僅在升壓狀態(tài)期間的燃料罐蒸氣吹掃校正進(jìn)氣氧濃度，以及響應(yīng)于進(jìn)氣氧濃度調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)。
【專利說明】用于EGR的進(jìn)氣空氣氧補償
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于EGR的進(jìn)氣空氣氧補償。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機系統(tǒng)可以利用從發(fā)動機排氣系統(tǒng)至發(fā)動機進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣的再循環(huán)，該過程被稱為排氣再循環(huán)(EGR)，以減少調(diào)節(jié)的排放。例如，渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)可包括低壓(LP) EGR系統(tǒng)，其再循環(huán)來自排氣系統(tǒng)的排氣至渦輪增壓器壓縮機上游的進(jìn)氣道。進(jìn)氣氧傳感器可以位于壓縮機下游的發(fā)動機進(jìn)氣內(nèi)，以提供EGR流量的指示。
[0003]此處本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到有關(guān)上述系統(tǒng)的各種問題。具體地，當(dāng)將燃料蒸氣吹掃至發(fā)動機的升壓進(jìn)氣側(cè)時，可損壞用于確定在低壓EGR車輛系統(tǒng)中的排氣再循環(huán)(EGR)的進(jìn)氣氧傳感器(IA02)測量值。吹掃燃料蒸氣可在氧傳感器元件的表面上發(fā)生反應(yīng)并且降低氧傳感器元件靈敏度。因此，由氧傳感器所測量的發(fā)動機進(jìn)氣處的氧濃度的變化小于氧濃度的實際變化。氧濃度的減小的變化被發(fā)動機控制系統(tǒng)解釋為大于實際EGR的錯誤。具有低EGR的發(fā)動機運行可導(dǎo)致高的發(fā)動機溫度、降低的燃油經(jīng)濟(jì)性、增加NOx的排放等其他的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，此處本發(fā)明人已經(jīng)確定了一種示例方法包括當(dāng)EGR關(guān)閉、升壓壓力和歧管壓力大于大氣壓力并且罐吹掃打開時，在第一狀態(tài)期間測量發(fā)動機進(jìn)氣處的氧濃度。以該方式，吹掃燃料濃度可從測得的氧濃度進(jìn)行估計。此外，吹掃校正系數(shù)可以從所估計的吹掃燃料濃度進(jìn)行確定。當(dāng)EGR關(guān)閉、升壓壓力和歧管壓力大于大氣壓力并且罐吹掃打開時，在第二狀態(tài)期間測量的氧濃度可以用吹掃校正系數(shù)進(jìn)行校正，以確定適當(dāng)?shù)腅GR0以該方式，有可能補償由蒸氣吹掃所引起的EGR控制中的可能損壞，同時還能使吹掃繼續(xù)。
[0005]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡化形式介紹在【具體實施方式】中進(jìn)一步描述的概念選擇。其不是為了明確要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，本主題的范圍僅由詳細(xì)說明后的權(quán)利要求限定。而且，要求保護(hù)的主題不限于解決上述或在本公開任何部分所述的任何缺點的執(zhí)行方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是示例車輛發(fā)動機系統(tǒng)的示意性圖示。
[0007]圖2是包括燃料蒸氣吹掃系統(tǒng)的另一個示例車輛發(fā)動機系統(tǒng)的示意性圖示。
[0008]圖3是圖解在吹掃的燃料蒸氣的存在下由IA02傳感器推斷的EGR的示例標(biāo)繪圖。
[0009]圖4是圖解燃料蒸氣對測量的氧濃度的影響的示例標(biāo)繪圖。
[0010]圖5是用于在吹掃的燃料蒸氣的存在下校正IA02測量值的方法的示例流程圖?！揪唧w實施方式】
[0011]下面的描述涉及用于在燃料蒸氣吹掃的存在下在發(fā)動機進(jìn)氣處校正IA02傳感器測量值的方法和系統(tǒng)。該方法可應(yīng)用于具有吹掃的各種升壓的車輛發(fā)動機系統(tǒng)，例如如圖1所示的單列低壓EGR發(fā)動機系統(tǒng)，或圖2示出的氣體渦輪增壓直噴(GTDI)雙路徑吹掃系統(tǒng)。圖3示出了 IA02測量值和推斷的EGR如何可在吹掃狀態(tài)期間被燃料蒸氣的存在破壞的示例。圖4示出了基于在發(fā)動機進(jìn)氣中吹掃的燃料蒸氣的存在下的FMAN氧濃度響應(yīng)的示例。圖5示出了用于確定當(dāng)EGR關(guān)閉、吹掃打開并且歧管絕對壓力(MAP)和升壓壓力大于大氣壓力(BP)時在第一狀態(tài)期間的燃料濃度以及用于確定當(dāng)EGR打開、吹掃打開并且歧管絕對壓力(MAP)和升壓壓力大于大氣壓力(BP)時在第二狀態(tài)期間吹掃校正系數(shù)和校正的氧濃度的示例方法。
[0012]圖1示出了示例發(fā)動機系統(tǒng)100的示意性描述，例如單列低壓EGR發(fā)動機系統(tǒng)，其包括多缸內(nèi)燃機10、雙級渦輪增壓器120和130以及單列低壓EGR112。作為一個非限制性示例，發(fā)動機系統(tǒng)100可以被包括作為用于乘客車輛的推進(jìn)系統(tǒng)的一部分。發(fā)動機系統(tǒng)100可以通過進(jìn)氣道140接收進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣道140可包括空氣過濾器156。進(jìn)氣空氣的至少一部分可通過如142處所示的進(jìn)氣道140的第一分支被引導(dǎo)至渦輪增壓器120的壓縮機122，并且進(jìn)氣空氣的至少一部分可通過如144處所示的進(jìn)氣道140的第二分支被引導(dǎo)至渦輪增壓器130的壓縮機132。
[0013]總進(jìn)氣空氣的第一部分可以通過壓縮機122壓縮，在該處它可以通過進(jìn)氣空氣通道146被供給至進(jìn)氣歧管160。因此，進(jìn)氣道142和146形成了發(fā)動機的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第一分支。同樣地，總進(jìn)氣空氣的第二部分可以通過壓縮機132壓縮，在該處它可以通過進(jìn)氣空氣通道148被供給至進(jìn)氣歧管160。因此，進(jìn)氣道144和148形成了發(fā)動機的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第二分支。如圖1所示，來自進(jìn)氣道146和148的進(jìn)氣空氣可以在到達(dá)進(jìn)氣歧管160之前通過共同的進(jìn)氣道149進(jìn)行再結(jié)合，在該處進(jìn)氣空氣可被提供至發(fā)動機。在一些示例中，進(jìn)氣歧管160可以包括用于估計歧管壓力(MAP)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管充氣溫度(MCT)的進(jìn)氣歧管溫度傳感器183，每個與控制器12通信。進(jìn)氣道149可包括增壓空氣冷卻器154和/或節(jié)氣門158。節(jié)氣門的位置可以由控制系統(tǒng)通過通信地連接至控制器12的節(jié)氣門驅(qū)動器157進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖1所示，可提供防喘振閥152，以通過旁路通道150選擇性地旁通(bypass)渦輪增壓器120和130的壓縮機級。作為一個示例，防喘振閥152可以打開，以當(dāng)壓縮機上游的進(jìn)氣空氣壓力達(dá)到閾值時能流動通過旁路通道150。
[0014]發(fā)動機10可包括多個氣缸14。在所描繪的示例中，發(fā)動機10包括以V配置布置的六個氣缸。具體而言，六個氣缸被布置在兩列13和15上,每一列包括三個氣缸。在替代示例中，發(fā)動機10可以包括兩個或多個汽缸，例如4、5、8、10或更多個汽缸。這些不同的氣缸可以等分并且布置在替代配置中，如V、直列式、箱式等等。每個氣缸14可配置有燃料噴射器166。在所描繪的不例中，燃料噴射器166為直接氣缸內(nèi)噴射器。然而,在其它不例中，燃料噴射器166可以被配置為基于進(jìn)氣口的燃料噴射器。
[0015]通過共用的進(jìn)氣道149供給至每個氣缸14 (在此，也被稱為燃燒室14)的進(jìn)氣空氣可用于燃料燃燒，并且然后燃燒產(chǎn)物可以通過列專用排氣通道排出。在所描繪的示例中，發(fā)動機10的氣缸的第一列13可通過共用的排氣通道17排出燃燒產(chǎn)物，并且氣缸的第二列15可通過共用的排氣通道19排出燃燒產(chǎn)物。
[0016]由發(fā)動機10通過排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器120的排氣渦輪機124，其又可以通過軸126將機械功提供至壓縮機122，以便對進(jìn)氣空氣提供壓縮?？蛇x地，流動通過排氣通道17的一些或全部排氣可通過如由廢氣門128所控制的渦輪機旁通通道123旁通渦輪機124。廢氣門128的位置可以通過如控制器12所指示的致動器(未示出)進(jìn)行控制。作為一個非限制性示例，控制器12可以通過電磁閥調(diào)節(jié)廢氣門128的位置。在該特定示例中，電磁閥可以從布置在壓縮機122的上游的進(jìn)氣道142和布置在壓縮機122的下游的進(jìn)氣道149之間的空氣壓力差接收壓力差用于促進(jìn)廢氣門128通過致動器的致動。在其它示例中，除了電磁閥的其它合適的方法可被用于驅(qū)動廢氣門128。
[0017]同樣地，由發(fā)動機10通過排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器130的排氣渦輪機134，其又可以通過軸136將機械功提供至壓縮機132，以便向流動通過發(fā)動機的進(jìn)氣系統(tǒng)的第二分支的進(jìn)氣空氣提供壓縮?？蛇x地，流動通過排氣通道19的一些或全部排氣可通過如由廢氣門138所控制的渦輪機旁通通道133旁通渦輪機134。廢氣門138的位置可以通過如控制器12所指示的致動器(未示出)進(jìn)行控制。作為一個非限制性示例，控制器12可以通過電磁閥調(diào)節(jié)廢氣門138的位置。在該特定示例中，電磁閥可以從布置在壓縮機132的上游的進(jìn)氣道144和布置在壓縮機132的下游的進(jìn)氣道149之間的空氣壓力差接收壓力差用于促進(jìn)廢氣門138通過致動器的致動。在其它示例中，除了電磁閥的其它合適的方法可被用于驅(qū)動廢氣門138。
[0018]在一些示例中，排氣渦輪機124和134可以被配置為可變幾何渦輪機，其中控制器12可調(diào)節(jié)渦輪機葉輪葉片(或輪葉)的位置，以改變由廢氣流動獲得的并且施加至其各自的壓縮機的能量水平。可選地，排氣渦輪機124和134可以被配置為可變的噴嘴渦輪機，其中控制器12可調(diào)節(jié)渦輪機噴嘴的位置，以改變由廢氣流動獲得的并且施加至其各自的壓縮機的能量水平。例如，控制系統(tǒng)可以被配置為通過各自的致動器獨立地改變排氣渦輪機124和134的輪葉或噴嘴位置。
[0019]由氣缸通過排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以通過排氣通道170被引導(dǎo)至大氣，同時通過排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可通過排氣通道180被引導(dǎo)至大氣。排氣通道170和180可以包括一個或多個排氣后處理裝置，例如催化劑，以及一個或多個排氣傳感器。
[0020]在排氣通道170中的一部分排出產(chǎn)品可被引導(dǎo)至EGR112，其將該部分的廢氣再循環(huán)返回至進(jìn)氣道142。EGR流動可以由控制器12通過EGR閥116進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，控制器12可以驅(qū)動EGR閥116，以通過IA02傳感器175基于氧濃度測量值調(diào)節(jié)EGR。作為進(jìn)一步示例，IA02傳感器測量值可以用于推斷EGR。特別地，當(dāng)氧進(jìn)氣濃度降低時，EGR的增加可以被推斷為由于EGR的存在可以稀釋在IA02傳感器175處的進(jìn)氣流中的氧。相反地，當(dāng)氧進(jìn)氣濃度增加時，EGR的減少可以被推斷為由于EGR的降低。排氣產(chǎn)物可在進(jìn)入渦輪增壓器壓縮機122的上游的進(jìn)氣道142之前通過EGR冷卻器114被冷卻。
[0021]發(fā)動機10還可以包括燃料蒸氣吹掃系統(tǒng)(未示出)，其中來自存儲在燃料箱中的燃料的燃料蒸氣可被儲存在燃料蒸氣罐中，并且通過罐吹掃閥從罐被吹掃至經(jīng)由吹掃端口143的發(fā)動機進(jìn)氣道144。例如，在升壓狀態(tài)下，升壓的進(jìn)氣的一部分可被引導(dǎo)經(jīng)過噴射器，其被配置為當(dāng)罐吹掃閥打開時夾帶吹掃的蒸氣。參照圖2中所描繪的車輛發(fā)動機系統(tǒng)的另一示例，在下文描述了示例燃料系統(tǒng)和燃料蒸氣吹掃系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。發(fā)動機10還可以包括曲軸箱強制通風(fēng)(PCV)系統(tǒng)端口，其中來自曲軸箱的漏氣被再捕獲并且通過PCV端口145被再引入至發(fā)動機進(jìn)氣。以該方式，吹掃的燃料蒸氣和漏氣可與進(jìn)氣空氣和發(fā)動機進(jìn)氣歧管中的EGR相結(jié)合。
[0022]每個氣缸14的進(jìn)氣和排氣門的位置可以經(jīng)由連接至閥推桿的液壓驅(qū)動的升降器或經(jīng)由其中利用了凸輪凸角的凸輪輪廓轉(zhuǎn)換機構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在該示例中，每個氣缸14的至少進(jìn)氣門可以由利用凸輪驅(qū)動系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動進(jìn)行控制。具體而言，進(jìn)氣門凸輪驅(qū)動系統(tǒng)25可以包括一個或多個凸輪，并且可以利用進(jìn)氣和/或排氣門的可變凸輪正時或升程。在可選實施方式中，進(jìn)氣門可通過電動氣門驅(qū)動進(jìn)行控制。同樣地，排氣門可以由凸輪驅(qū)動系統(tǒng)或電動氣門驅(qū)動進(jìn)行控制。
[0023]發(fā)動機系統(tǒng)100可以包括各種其它的傳感器。例如，進(jìn)氣道142和144中的每個可以包括質(zhì)量空氣流量傳感器(未不出)。在一些不例中，進(jìn)氣道142和144中的一個可以包括質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器。在一些不例中，進(jìn)氣歧管160可以包括進(jìn)氣歧管壓力(MAP)傳感器182和/或進(jìn)氣歧管溫度傳感器183，每個與控制器12通信。在一些示例中，共用的進(jìn)氣道149可包括用于估計節(jié)氣門入口壓力(TIP)的節(jié)氣門入口壓力(TIP)傳感器172和/或用于估計節(jié)氣門充氣溫度(TCT)的節(jié)氣門充氣溫度傳感器173，以及用于測量進(jìn)氣氧濃度的進(jìn)氣氧(IA02)傳感器175，每個與控制器12通信。
[0024]發(fā)動機10可以從控制器12接收控制參數(shù)并且從車輛操作員190通過輸入裝置192接收輸入。在該示例中，輸入裝置192包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器194。響應(yīng)于從車輛操作員接收的輸入，控制器12可以被配置為調(diào)節(jié)由渦輪增壓器120和130提供的升壓量，并且從而調(diào)節(jié)TIP。在一個示例中，控制器12可以通過由調(diào)節(jié)閥門致動器157而改變節(jié)氣門158的位置而實現(xiàn)該目的。在另一個示例中，控制器12可以通過調(diào)節(jié)廢氣門128和138從而調(diào)節(jié)旁通渦輪機124和134的排氣量而實現(xiàn)該目的。在其他示例中，控制器12可通過調(diào)節(jié)可變幾何渦輪機的輪葉位置和/或噴嘴位置而實現(xiàn)該目的。
[0025]圖2示出了車輛發(fā)動機系統(tǒng)200的示意性描述，例如汽油渦輪增壓直噴雙路徑吹掃發(fā)動機系統(tǒng)。車輛發(fā)動機系統(tǒng)200包括發(fā)動機201、發(fā)動機進(jìn)氣202和發(fā)動機排氣通道282。發(fā)動機進(jìn)氣202可包括渦輪增壓器壓縮機260上游的進(jìn)氣道210，以及渦輪增壓器壓縮機260下游和節(jié)氣門274上游的進(jìn)氣道272。節(jié)氣門274可通過進(jìn)氣道272流體連接至發(fā)動機進(jìn)氣歧管280?？諝膺^濾器206可以被布置在進(jìn)氣道210的上游端，以防止磨損性顆粒物質(zhì)進(jìn)入發(fā)動機氣缸。發(fā)動機排氣通道282包括通向?qū)U氣按一定路線運送至大氣的排氣通道282的排氣歧管281。發(fā)動機排氣通道282可以包括一個或多個排放控制裝置(未示出)，其可被安裝在排氣通道282中的緊密連接位置。一個或多個排放控制裝置可以包括三元催化劑、稀NOx捕集器、柴油微粒過濾器、氧化催化劑等。發(fā)動機排氣的一部分可經(jīng)低壓EGR284被再循環(huán)至發(fā)動機進(jìn)氣道210。EGR流量可通過EGR閥288進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且EGR可在到達(dá)進(jìn)氣道210之前通過EGR冷卻器286進(jìn)行冷卻。應(yīng)理解，其它組件可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下被包括在發(fā)動機中。
[0026]發(fā)動機進(jìn)氣202進(jìn)一步包括升壓裝置，例如壓縮機260。壓縮機260可被配置為在大氣壓力下吸收進(jìn)氣空氣并且將其升壓至較高的壓力。因此，升壓裝置可以是渦輪增壓器的壓縮機，其中升壓的空氣被引入預(yù)節(jié)氣門。利用升壓的進(jìn)氣空氣，可以執(zhí)行升壓的發(fā)動機操作。增壓空氣冷卻器262可以被布置在壓縮機260下游的進(jìn)氣道272中，以在其進(jìn)入發(fā)動機以便優(yōu)化用于燃燒的可用功率之前冷卻升壓的空氣。
[0027]燃料系統(tǒng)299可包括被連接至燃料泵系統(tǒng)297的燃料箱295，以用于加壓輸送至發(fā)動機201的噴射器的燃料，例如所示的示例燃料噴射器285。雖然示出了單個燃料噴射器285，但也可為每個氣缸提供附加的燃料噴射器?？梢岳斫猓剂舷到y(tǒng)299可以是返回較少的燃料系統(tǒng)、返回燃料系統(tǒng)或各種其它類型的燃料系統(tǒng)。下面進(jìn)一步描述的，燃料系統(tǒng)299中產(chǎn)生的蒸氣在通過罐吹掃閥(CPV) 298被吹掃至發(fā)動機進(jìn)氣之前可通過管道292按一定路線運送至燃料蒸氣罐290。導(dǎo)管292可以任選地包括燃料箱隔離閥(未示出)。在其它功能中，燃料箱隔離閥可允許將燃料蒸氣罐290維持在低壓或真空下，而不增加來自箱的燃料蒸發(fā)速度(如果降低了燃料箱壓力這將會以其他方式發(fā)生)。燃料箱295可以容納多個燃料混合物，包括具有一系列醇濃度的混合物的燃料，例如各種汽油-乙醇混合物，包括E10、E85、汽油等，以及其組合物。
[0028]燃料蒸氣罐290可填充有適當(dāng)?shù)奈絼┎⑶冶慌渲脼樵谌剂舷湓僮M操作和“運行損失”(即，在車輛操作期間蒸發(fā)的燃料)期間暫時地捕集燃料蒸氣(包括蒸發(fā)的烴類)。在一個示例中，所用的吸附劑是活性炭。燃料蒸氣罐290可進(jìn)一步包括罐通氣閥294，當(dāng)存儲或捕集來自燃料系統(tǒng)299的燃料蒸氣時，其可使罐290外的氣體按一定路線運送至大氣。通氣閥294還可以允許當(dāng)通過罐吹掃閥298從燃料系統(tǒng)299吹掃存儲的燃料蒸氣時新鮮空氣被吸入燃料蒸氣罐290中。雖然該示例示出與新鮮的、未加熱的空氣連通的通氣閥294，但是也可以使用各種修改。燃料蒸氣罐104和大氣之間的空氣和蒸氣的流動可通過罐通氣閥294的操作進(jìn)行調(diào)節(jié)，其可包括電磁閥。
[0029]燃料蒸氣罐290運行，以存儲來自燃料系統(tǒng)299的蒸發(fā)的烴(HC)。在某些操作條件下，例如在加油期間，當(dāng)液體被添加至箱時，可以轉(zhuǎn)移燃料箱中存在的燃料蒸氣。該轉(zhuǎn)移的空氣和/或燃料蒸氣可以從燃料箱295按一定路線運送至燃料蒸氣罐290，并且然后通過通氣閥294運送至大氣。以該方式，增加量的蒸發(fā)的HC可被存儲在燃料蒸氣罐290中。
[0030]在稍后的發(fā)動機操作中，存儲的蒸氣可以通過CPV298被釋放返回至發(fā)動機進(jìn)氣中。在真空狀態(tài)下在進(jìn)氣歧管280處，當(dāng)打開CPV298時，將燃料蒸氣沿真空吹掃通道240在真空側(cè)242處吹掃至節(jié)氣門274下游的發(fā)動機進(jìn)氣。因此，在真空狀態(tài)期間吹掃的燃料蒸氣可能不被IA02傳感器264檢測到。真空吹掃通道240中的止回閥244確保吹掃的蒸氣不反向流動遠(yuǎn)離在真空吹掃通道240中的發(fā)動機進(jìn)氣歧管280。真空狀態(tài)可以包括進(jìn)氣歧管真空狀態(tài)。例如，進(jìn)氣歧管真空狀態(tài)可以在發(fā)動機怠速狀態(tài)期間存在，歧管壓力低于大氣壓力。
[0031]新鮮空氣在空氣過濾器206處進(jìn)入發(fā)動機進(jìn)氣202。在升壓狀態(tài)期間，壓縮機260對進(jìn)氣道210中的空氣加壓,使得進(jìn)氣歧管280處的壓力可以大于大氣壓力。例如,升壓狀態(tài)可以包括一個或多個高發(fā)動機負(fù)荷狀態(tài)和超大氣進(jìn)氣狀態(tài)，升壓壓力和進(jìn)氣歧管壓力大于大氣壓力。在升壓狀態(tài)期間，進(jìn)氣道210中的進(jìn)氣流體(例如，空氣、EGR等等)由渦輪增壓器壓縮機260進(jìn)行壓縮。在壓縮機260的操作期間，壓縮機260上游的進(jìn)氣道210中的壓力低于壓縮機260下游的進(jìn)氣道272中的壓力，并且該壓力差引起來自進(jìn)氣道272的一部分流體通過通道268流至噴射器225。該流體可包括例如空氣和燃料和/或EGR的混合物。在升壓狀態(tài)期間，吹掃燃料蒸氣可沿著升壓吹掃通道226，通過噴射器225并且沿著通道228在升壓側(cè)220處進(jìn)行吹掃。
[0032]如圖2中的噴射器225的放大示意圖所示，壓縮的進(jìn)氣流體通過噴射器225從通道268流至通道228。當(dāng)進(jìn)氣流體流入噴射器中時，其從噴嘴230的會聚側(cè)流至發(fā)散側(cè)。因為噴嘴的直徑在會聚側(cè)逐漸減小并且在其發(fā)散側(cè)逐漸增大，所以在噴嘴230的區(qū)域中產(chǎn)生低壓區(qū)。該低壓區(qū)中的壓力可以低于升壓吹掃通道226中的壓力。當(dāng)存在時，該壓力差引起來自燃料蒸氣罐的燃料蒸氣的流動，并且當(dāng)打開CPV298時流至噴射器225中。當(dāng)進(jìn)入噴射器時，燃料蒸氣可被吸入連同或夾帶從通道268進(jìn)入噴射器、離開噴射器進(jìn)入通道228的進(jìn)氣流體。然后壓縮機260的操作吸入從通道228進(jìn)入進(jìn)氣道210并且通過壓縮機260的流體和燃料蒸氣。在被壓縮機260壓縮后，進(jìn)氣流體和燃料蒸氣流動通過增壓空氣冷卻器262，用于通過進(jìn)氣道272和節(jié)氣門274輸送至進(jìn)氣歧管280。升壓吹掃通道226中的止回閥224保證吹掃的蒸氣不會反轉(zhuǎn)它們的流動方向遠(yuǎn)離升壓吹掃通道226中的噴射器225。以該方式，來自CPV298的吹掃的燃料蒸氣通過壓縮機260被引導(dǎo)至發(fā)動機進(jìn)氣道210并且至發(fā)動機進(jìn)氣歧管280。
[0033]燃料蒸氣罐104可以不直接連接至進(jìn)氣道210或進(jìn)氣202。而是，罐可通過CPV298、升壓吹掃通道226連接至噴射器225，并且噴射器225可以通過通道228連接至壓縮機260上游的進(jìn)氣道210。進(jìn)一步地，燃料蒸氣罐290可被連接(通過CPV298、真空吹掃通道240)至節(jié)氣門下游而不是節(jié)氣門上游的進(jìn)氣道272。以該方式，來自燃料蒸氣罐290的吹掃蒸氣流可以在經(jīng)由通道228繼續(xù)至進(jìn)氣道210之前穿過噴射器225或在繼續(xù)至節(jié)氣門274下游的進(jìn)氣道272之前穿過真空吹掃通道240，取決于是否存在升壓或真空狀態(tài)。
[0034]車輛發(fā)動機系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)232?？刂葡到y(tǒng)232可接收來自多個傳感器234的信息并且將控制信號發(fā)送至多個驅(qū)動器236。傳感器234可包括例如壓力、溫度、空/燃比以及組成傳感器。此外，進(jìn)氣空氣氧傳感器264可位于增壓空氣冷卻器262下游。驅(qū)動器236可包括例如燃料噴射器285、CPV298、EGR閥288以及節(jié)氣門274。該控制系統(tǒng)232可以包括控制器238?？刂破?38可從各種傳感器接收輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)、并且響應(yīng)于基于其中對應(yīng)于一個或多個程序編程的指令或代碼的所處理的輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)各種驅(qū)動器。例如，控制器可基于發(fā)動機操作狀態(tài)確定CPV298的占空比，CPV的占空比確定吹掃蒸氣的流速。
[0035]圖1和2中所示的車輛發(fā)動機系統(tǒng)是示例發(fā)動機系統(tǒng)并且還可使用其他的發(fā)動機系統(tǒng)。例如，可以使用具有雙列EGR的發(fā)動機。另外，可以使用混合動力車輛中的發(fā)動機系統(tǒng)。
[0036]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3，其示出了在利用傳統(tǒng)方法計算EGR的傳統(tǒng)車輛發(fā)動機系統(tǒng)中在升壓操作期間在當(dāng)EGR關(guān)閉時的狀態(tài)期間由IA02傳感器推斷的EGR速度330、升壓壓力310和MAP320的示例標(biāo)繪圖。如上參考圖1和2中的車輛發(fā)動機系統(tǒng)所述的，當(dāng)升壓壓力大于大氣壓力并且當(dāng)MAP大于大氣壓力時，從升壓側(cè)220 (例如，升壓吹掃通道226)吹掃燃料蒸氣。圖3顯示了升壓側(cè)吹掃對IA02測量值和推斷的EGR的影響。在約289秒，例如通過打開CPV，開始吹掃燃料蒸氣。雖然EGR關(guān)閉，但是來自進(jìn)氣中的升壓側(cè)的吹掃燃料的存在可能損壞來自IA02傳感器的測量值。具體地，在IA02傳感器處的吹掃燃料的存在可以降低IA02傳感器靈敏度，使得即使當(dāng)EGR關(guān)閉時，也可以推斷進(jìn)氣氧的稀釋以及EGR。例如，如圖3中所示，當(dāng)開始吹掃時，由于存在對氧的降低的傳感器靈敏度，多達(dá)約4%的EGR可以由IA02傳感器推斷。換言之，吹掃燃料蒸氣可導(dǎo)致IA02傳感器測量氧濃度的減少，使得推斷EGR的增加。因此，由燃料蒸氣的存在導(dǎo)致的IA02傳感器的損壞可以大于由燃料蒸氣的存在導(dǎo)致的氧稀釋。
[0037]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖4，其示出了圖解響應(yīng)于吹掃燃料蒸氣的存在，預(yù)測的FMAN氧濃度(FMAN02%)的標(biāo)繪圖。預(yù)測的FMAN 02%可指來自發(fā)動機燃燒的氣體的氧濃度并且可以由氧傳感器例如在發(fā)動機進(jìn)氣中的IA02傳感器來推斷。響應(yīng)于燃料蒸氣吹掃的FMAN 02%可以被用于確定進(jìn)氣中的燃料蒸氣濃度。線430示出了在燃料蒸氣吹掃期間例如利用丁烷燃料蒸氣，理論的FMAN 02%響應(yīng)。吹掃的燃料蒸氣的燃燒可以消耗氧氣，如下面的化學(xué)反應(yīng)表示的，式(I):
[0038]2C4H10+1302 — 8C02+10H20(I)
[0039]根據(jù)式(1)，丁烷燃燒的反應(yīng)化學(xué)計量表示針對每摩爾消耗的丁烷消耗6.5摩爾氧。丁烷對氧化學(xué)計量比BOSR可以等于6.5。因而，如430所示的由于吹掃的丁烷燃料蒸氣的燃燒，響應(yīng)于吹掃的丁烷燃料蒸氣中的lmol%增加，理論的FMAN 02%430可減少6.5%。
[0040]圖4還示出了由IA02傳感器測量值推斷的FMAN 02%410。響應(yīng)于吹掃燃料蒸氣(例如，丁烷)的存在推斷的FMAN 02%410降低，但并不匹配理論的FMAN 02%響應(yīng)430。推斷的FMAN 02%410和理論的FMAN 02%430之間的差異可以是由于由吹掃燃料蒸氣的存在導(dǎo)致的IA02傳感器的損壞。例如，吹掃燃料蒸氣(例如，丁烷)分子的擴散可以在IA02傳感器的表面上與氧分子的擴散競爭，從而降低了 IA02傳感器的靈敏度。因此，如420所示，擴散校正系數(shù)可以被應(yīng)用于理論的FMAN 02%430。例如，由于燃料(例如，丁烷)的較高分子量，吹掃燃料蒸氣(例如，丁烷蒸氣)的擴散系數(shù)可以比氧的擴散系數(shù)低。此外，燃料蒸氣例如丁烷燃料蒸氣與氧的擴散系數(shù)比(例如，擴散速度比)可以由式(2 )表示: [0041]D 比= (MW 氧/MW 丁燒)(2)
[0042]其中Dtt是丁烷燃料蒸氣與氧的擴散速度比，麗胃是氧的分子量(例如，32克/摩爾)，并且MWtss是丁烷燃料蒸氣的分子量(例如，58克/摩爾)。因此，Dtt可被計算為0.74。如4圖中所示，對于低濃度的丁烷(例如，吹掃燃料蒸氣)線420和410緊密匹配。因此，通過對理論的FMAN 02%應(yīng)用基于丁烷和氧的擴散速度比的校正，當(dāng)EGR關(guān)閉時測量的FMAN02%可精密預(yù)測理論的FMAN 02%。
[0043]以該方式，IA02測量值可進(jìn)一步用于計算或估計當(dāng)EGR關(guān)閉時進(jìn)氣處的吹掃燃料蒸氣濃度。例如，利用式(I)和(2)，燃料蒸氣濃度可以從測量的FMAN 02%響應(yīng)進(jìn)行計算:
[0044]質(zhì)量％ 吹掃燃料=Δ (FMAN 02%)測量的 / (D 比 *B0SR) *MWC4/MW 空氣(3)
[0045]在這里，響應(yīng)于吹掃燃料蒸氣，Λ (FMAN 02%)漏的是測量的FMAN02%的變化，D比是丁烷與氧的擴散速度比，BOSR是從上述式(I)確定的丁烷與氧燃燒化學(xué)計量比，并且MWc4和MWsn分別是丁烷和空氣的分子量。然后，利用式(3)，進(jìn)氣中吹掃燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)——質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以由式(4)計算:
[0046]質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃料=(質(zhì)量％吹掃燃料)*AM/100(4)
[0047]在這里，AM是至發(fā)動機的空氣質(zhì)量流量,例如由MAF傳感器所測量的。
[0048]接下來，計算的吹掃燃料濃度可以被用來確定吹掃校正系數(shù)，用于校正在燃料蒸氣的升壓側(cè)吹掃期間由測量的IA02氧濃度推斷的EGR。例如，吹掃校正系數(shù)可以基于由IA02傳感器推斷的吹掃燃料分?jǐn)?shù)(例如，式(4))與當(dāng)沒有EGR流時估計的吹掃燃料分?jǐn)?shù)的比例來確定。當(dāng)EGR打開時，吹掃校正系數(shù)可隨后被用來校正由IA02濃度測量值推斷的EGR。
[0049]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖5，其示出了用于校正在升壓側(cè)吹掃燃料蒸氣期間基于IA02測量值推斷的EGR的方法500的示例流程圖。方法500可例如在車輛發(fā)動機系統(tǒng)的控制器處執(zhí)行。方法500開始于510，在該處確定EGR是否打開。當(dāng)EGR打開時，EGR閥可被部分地開放并且排氣的一部分可被再循環(huán)至發(fā)動機進(jìn)氣。例如，控制系統(tǒng)232可確定EGR閥288被部分開放，指示EGR是打開的。當(dāng)EGR關(guān)閉時，EGR閥可被關(guān)閉并且沒有排氣部分被再循環(huán)至發(fā)動機進(jìn)氣。如果EGR是關(guān)閉的，則方法500在520和530繼續(xù)，在該處確定升壓壓力和歧管絕對壓力是否分別大于大氣壓力(BP)。例如，如果發(fā)動機在真空狀態(tài)下操作，則渦輪增壓器壓縮機可不打開并且升壓壓力和歧管絕對壓力兩者都不大于大氣壓力。如果升壓壓力或歧管絕對壓力中的任何一個小于大氣壓力，則方法500結(jié)束。
[0050]如果升壓壓力和MAP兩者都大于BP，方法500在540繼續(xù)，在該處確定罐吹掃是否打開。當(dāng)罐吹掃打開時，罐吹掃閥可以被開放，允許燃料蒸氣從燃料罐被吹掃至發(fā)動機進(jìn)氣。例如，控制系統(tǒng)232可以確定罐吹掃閥298可以被開放，指示罐吹掃是打開的。如果罐吹掃閥是關(guān)閉的，沒有罐燃料蒸氣的吹掃流動并且罐吹掃是關(guān)閉的。如果罐吹掃關(guān)閉，例如如果罐負(fù)荷低，則方法500結(jié)束。如果罐吹掃打開，方法500在546繼續(xù)，在該處確定吹掃燃料分?jǐn)?shù)和吹掃校正系數(shù)。例如，燃料燃燒化學(xué)計量和燃料蒸氣與氧的擴散速度比可如上所描述參考圖4進(jìn)行使用以計算吹掃燃料蒸氣分?jǐn)?shù)，從其可以確定吹掃校正系數(shù)。546之后，方法500結(jié)束。
[0051]因此，在第一狀態(tài)期間，其中EGR是關(guān)閉的，升壓壓力和MAP大于BP，并且罐吹掃打開，方法500確定吹掃燃料分?jǐn)?shù)和吹掃校正系數(shù)。
[0052]返回至510，如果EGR打開，方法500從510繼續(xù)至560和570，在該處確定升壓壓力和歧管絕對壓力是否分別大于大氣壓力(BP)。例如，如果發(fā)動機在真空狀態(tài)下操作，則渦輪增壓器壓縮機可以不打開并且升壓壓力和歧管絕對壓力兩者都不大于大氣壓力。如果升壓壓力或歧管絕對壓力中的任何一個小于大氣壓力，則方法500結(jié)束。如果升壓壓力和MAP兩者都大于BP，方法500在540繼續(xù)，在該處確定罐吹掃是否是打開的。如果罐吹掃關(guān)閉，例如如果罐負(fù)荷低，則方法500結(jié)束。如果罐吹掃是打開的，方法500在590繼續(xù)。
[0053]在590處，校正IA02測量值，用于基于546處確定的獲悉的吹掃燃料分?jǐn)?shù)以及吹掃校正系數(shù)的升壓側(cè)吹掃。例如，由IA02測量值推斷的EGR可以與吹掃校正系數(shù)相乘，以校正基于升壓側(cè)吹掃流動推斷的EGR。
[0054]因此，在第二狀態(tài)期間，其中EGR打開，升壓壓力和MAP大于BP，并且罐吹掃打開，方法500可以校正在吹掃狀態(tài)期間IA02傳感器推斷的EGR。
[0055]可以理解，通過示例的方式提供了方法500，并且因此，其并不意味著是限制性的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開范圍的情況下，與圖5中所示的那些相比，方法500可包括額外的和/或可選的步驟。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)理解，方法500不限于所示的順序；而是，在不脫離本公開范圍的情況下可以重新安排或省略一個或多個步驟。例如，方法500可在520至546處獲悉吹掃校正系數(shù)后執(zhí)行560至590。
[0056]以該方式，方法可以包括基于僅在升壓狀態(tài)期間的燃料罐蒸氣吹掃校正進(jìn)氣氧濃度，并且響應(yīng)于進(jìn)氣氧濃度調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)。測量進(jìn)氣氧濃度可以利用位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器執(zhí)行，并且僅在升壓狀態(tài)期間校正進(jìn)氣氧濃度可以包括當(dāng)升壓壓力大于大氣壓力并且歧管絕對壓力大于大氣壓力時校正進(jìn)氣氧濃度。此外，校正進(jìn)氣氧濃度可以利用吹掃校正系數(shù)執(zhí)行，其中吹掃校正系數(shù)可以基于當(dāng)排氣再循環(huán)是關(guān)閉時的燃料罐蒸氣吹掃。燃料罐蒸氣吹掃可以由進(jìn)氣氧濃度的變化進(jìn)行估計。
[0057]作為另一個示例，方法可包括響應(yīng)于校正的進(jìn)氣氧濃度調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)，校正的進(jìn)氣氧濃度基于排氣再循環(huán)關(guān)閉狀態(tài)。該方法可進(jìn)一步包括僅在升壓狀態(tài)下校正進(jìn)氣氧濃度，其中利用位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器執(zhí)行測量進(jìn)氣氧濃度。校正進(jìn)氣氧濃度可以包括當(dāng)沿進(jìn)氣氧傳感器上游的第一路徑吹掃燃料蒸氣時校正進(jìn)氣氧濃度第一量，并且當(dāng)沿進(jìn)氣氧傳感器下游的第二路徑吹掃燃料蒸氣時校正進(jìn)氣氧濃度第二量。更進(jìn)一步地，第一路徑可以包括升壓路徑，并且第二路徑可以包括真空路徑。
[0058]在仍另一個示例中，方法可以包括在當(dāng)排氣再循環(huán)打開并且罐吹掃打開時的第一狀態(tài)期間，基于吹掃燃料濃度校正進(jìn)氣氧濃度。在當(dāng)排氣再循環(huán)是關(guān)閉的并且罐吹掃打開時的第二狀態(tài)期間，該方法可進(jìn)一步包括基于進(jìn)氣氧濃度估計吹掃燃料濃度。第一狀態(tài)可進(jìn)一步包括升壓壓力大于大氣壓力和歧管絕對壓力大于大氣壓力，并且第二狀態(tài)可進(jìn)一步包括升壓壓力大于大氣壓力和歧管絕對壓力大于大氣壓力。更進(jìn)一步地，校正進(jìn)氣氧濃度可以包括校正由位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器測量的進(jìn)氣氧濃度。
[0059]注意，本文包括的實例控制和估計方法可以與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一起使用。本文描述的具體方法可以代表許多處理策略中的一種或多種，例如事件驅(qū)動的、中斷驅(qū)動的、多任務(wù)處理、多線程處理等等。因此，闡述的各種步驟、操作、或功能可以按照所闡明順序執(zhí)行、并行執(zhí)行、或在一些情況中省略。同樣地，實現(xiàn)本文所描述的實例實施方式的特征和優(yōu)勢不一定需要該處理順序，但是為了便于闡明和描述提供該處理順序。取決于使用的具體策略，可以重復(fù)執(zhí)行一個或多個所闡明步驟或功能。進(jìn)一步，示例程序可以通過圖表示編程入控制器中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。
[0060]本文所指的各種管道和通道可包括各種形式的導(dǎo)管、通道、連接等等，并且其不限于任何特定的橫截面幾何形狀、材料、長度等等。
[0061]將理解的是，本文中公開的結(jié)構(gòu)和方法本質(zhì)上是示例性的，不應(yīng)當(dāng)在限制性意義上考慮這些【具體實施方式】，因為各種變化是可能的。例如，以上技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸、和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0062]權(quán)利要求具體地指出了認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括一個或多個這樣的元件，既不需要也不排除兩個或多個元件。通過修改目前權(quán)利要求或通過在該申請或相關(guān)申請中提供新的權(quán)利要求可以要求保護(hù)所公開特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合。這些權(quán)利要求，不管范圍比原始權(quán)利要求寬、窄、相等或不同，也被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 基于僅在升壓狀態(tài)期間的燃料罐蒸氣吹掃校正進(jìn)氣氧濃度；以及 響應(yīng)于所述進(jìn)氣氧濃度調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其中利用位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器執(zhí)行測量所述進(jìn)氣氧濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其中僅在升壓狀態(tài)期間校正所述進(jìn)氣氧濃度包括當(dāng)升壓壓力大于大氣壓力并且歧管絕對壓力大于所述大氣壓力時校正所述進(jìn)氣氧濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的方法，其中利用吹掃校正系數(shù)執(zhí)行校正所述進(jìn)氣氧濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的方法，進(jìn)一步包括基于當(dāng)所述排氣再循環(huán)關(guān)閉時的所述燃料罐蒸氣吹掃確定所述吹掃校正系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的方法，進(jìn)一步包括由所述進(jìn)氣氧濃度的變化估計所述燃料罐蒸氣吹掃。
7.一種方法，包括: 響應(yīng)于校正的進(jìn)氣氧濃度調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)，所述校正的進(jìn)氣氧濃度基于排氣再循環(huán)關(guān)閉狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的方法，進(jìn)一步包括僅在升壓狀態(tài)期間校正進(jìn)氣氧濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其中利用位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器執(zhí)行測量所述進(jìn)氣氧濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其中校正所述進(jìn)氣氧濃度包括: 當(dāng)燃料蒸氣沿所述進(jìn)氣氧傳感器上游的第一路徑進(jìn)行吹掃時，校正所述進(jìn)氣氧濃度第一量；以及 當(dāng)燃料蒸氣沿所述進(jìn)氣氧傳感器下游的第二路徑進(jìn)行吹掃時，校正所述進(jìn)氣氧濃度第—-SE.ο
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的方法，其中所述第一路徑包括升壓路徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的方法，其中所述第二路徑包括真空路徑。
13.—種方法,包括: 在排氣再循環(huán)打開并且罐吹掃打開時的第一狀態(tài)期間，基于吹掃燃料濃度校正進(jìn)氣氧濃度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，進(jìn)一步包括: 在排氣再循環(huán)關(guān)閉并且罐吹掃打開時的第二狀態(tài)期間，基于進(jìn)氣氧濃度估計吹掃燃料濃度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中所述第一狀態(tài)進(jìn)一步包括升壓壓力大于大氣壓力和歧管絕對壓力大于所述大氣壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的方法，其中所述第二狀態(tài)進(jìn)一步包括升壓壓力大于大氣壓力和歧管絕對壓力大于所述大氣壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的方法，其中校正所述進(jìn)氣氧濃度包括校正由位于進(jìn)氣壓縮機下游的進(jìn)氣氧傳感器測量的所述進(jìn)氣氧濃度。
【文檔編號】F02D21/08GK104033258SQ201410045426
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月7日
【發(fā)明者】G·蘇尼拉, L·A·切斯尼, M·W·彼得斯, T·J·克拉克, M·J·杰哈德 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司