用于產(chǎn)生真空的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及減少通過連接到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的抽吸器的移動(dòng)流，以提高怠速空氣控制。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛系統(tǒng)可以包括各種真空消耗設(shè)備，這些設(shè)備使用真空致動(dòng)。例如這些設(shè)備可以包括制動(dòng)助力器。這些設(shè)備使用的真空可以通過專用真空栗提供。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)抽吸器(可替換地被稱為噴射器、文丘里栗、噴射栗和引射器)可以連接在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)氣流并且使用它產(chǎn)生真空。例如，當(dāng)被包含在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中時(shí)，抽吸器可以使用能量產(chǎn)生真空，這些能量否則會(huì)被節(jié)流損失。
[0003]由于抽吸器是被動(dòng)設(shè)備，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中利用抽吸器時(shí)，抽吸器提供低成本真空產(chǎn)生。在抽吸器處產(chǎn)生的大量真空可以通過控制通過抽吸器的移動(dòng)氣流流速而被控制。雖然相比于電驅(qū)動(dòng)的或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空栗，抽吸器可以以較低成本和提高的效率產(chǎn)生真空，但是抽吸器在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的使用已經(jīng)習(xí)慣上受到可用的進(jìn)氣歧管真空和最大節(jié)氣門旁路流約束。一些用于解決這種問題的方法包含布置與抽吸器串聯(lián)的閥門，或?qū)㈤y門并入到抽吸器的結(jié)構(gòu)內(nèi)。這種閥門可以被稱為抽吸器截止閥/切斷閥(aspirator shut-offvalve) (ASOV)。閥門的打開量被控制，以控制通過抽吸器的移動(dòng)氣流流速，并且由此控制在抽吸器產(chǎn)生的真空的量，并且控制流經(jīng)抽吸器進(jìn)入進(jìn)氣歧管的空氣量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，使用ASOV導(dǎo)致組件成本和重量的提高。另外，可能存在與使用ASOV相關(guān)的可靠性問題。為了確認(rèn)ASOV適當(dāng)?shù)墓δ埽枰狝SOV的間歇診斷，因此增加了控制的復(fù)雜性。進(jìn)一步，在通過ASOV運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器需要知道通過ASOV的氣流流速，這進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的控制負(fù)擔(dān)。本文的發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到，如果通過抽吸器的移動(dòng)質(zhì)量流速被充分地降低，那么對(duì)控制通過抽吸器的氣流的ASOV的依賴也被降低。例如，可以消除AS0V。發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)一步意識(shí)到，通過抽吸器的移動(dòng)質(zhì)量流速可以基于流經(jīng)抽吸器的進(jìn)氣充氣的溫度改變。因此在一個(gè)示例中，提供了用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括:使進(jìn)氣空氣流動(dòng)通過連接到發(fā)動(dòng)機(jī)真空消耗設(shè)備的抽吸器，以隨著排氣溫度的增加降低在抽吸器處的移動(dòng)質(zhì)量流速，其中所述進(jìn)氣空氣在經(jīng)過雙壁排氣系統(tǒng)的間隙時(shí)被加熱。以此方式，在怠速狀況期間，可以使用加熱的進(jìn)氣空氣，來降低通過進(jìn)氣抽吸器的移動(dòng)質(zhì)量流速，同時(shí)也降低穿過進(jìn)氣節(jié)氣門的氣流誤差。
[0005]作為示例，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間，進(jìn)氣空氣可以從進(jìn)氣節(jié)氣門上游流動(dòng)通過排氣歧管的間隙，然后在被輸送到進(jìn)氣節(jié)氣門下游的進(jìn)氣歧管之前，流動(dòng)通過抽吸器。抽吸器可以是未裝有閥門的。節(jié)氣門的位置可以基于操作狀況調(diào)節(jié)，諸如扭矩需求。節(jié)氣門位置可以額外地被前饋調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償抽吸器泄漏質(zhì)量流(即，流過抽吸器的空氣)。照此，這可以考慮節(jié)氣門閥周圍的泄漏。在低排氣溫度狀況下，流過抽吸器的空氣(移動(dòng)流)的溫度可以更低，并且抽吸器移動(dòng)質(zhì)量流速可以更高。在這種狀況期間，節(jié)氣門可以被移動(dòng)到關(guān)閉更多的位置，來獲得期望的凈質(zhì)量流速。當(dāng)排氣溫度升高時(shí)，經(jīng)由間隙到達(dá)抽吸器的進(jìn)氣空氣可以被加熱。當(dāng)移動(dòng)流溫度升高時(shí)，移動(dòng)質(zhì)量流速可以降低。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)，其他所有因素相同的情況下，節(jié)氣門可以移動(dòng)到打開更多的位置。然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)，怠速質(zhì)量氣流流速降低，導(dǎo)致大部分怠速空氣被偶然地加溫。通過調(diào)節(jié)氣流狀況從而使得這兩種效果能夠基本上彼此抵消，相同的節(jié)氣門角度能夠滿足這兩種狀況，并且在氣流控制期間，節(jié)氣門角度可以被保持。在此，被加熱的較低密度的空氣可以用于提供加溫的怠速發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的必要的較低凈質(zhì)量流。此外，節(jié)氣門位置還可以基于預(yù)期的氣流和實(shí)際的氣流之間的差異被反饋調(diào)整，隨后補(bǔ)償任何泄漏。
[0006]以這種方式，通過加熱經(jīng)由抽吸器輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣，移動(dòng)質(zhì)量流速可以被降低，降低進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量流速，節(jié)氣門不能實(shí)現(xiàn)低于該質(zhì)量流速。通過使節(jié)氣門在怠速狀況期間保持較少關(guān)閉，允許太多空氣質(zhì)量速度的誤差狀態(tài)被減少，并且對(duì)怠速轉(zhuǎn)速控制的火花延遲的依靠也被降低。以此方式，在抽吸器處吸真空時(shí)，怠速轉(zhuǎn)速可以保持，并且不會(huì)降低燃料經(jīng)濟(jì)性。此外，排放到進(jìn)氣歧管內(nèi)的被加熱的空氣可以在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間降低空氣和曲軸箱管道裝置的凍結(jié)。通過使用移動(dòng)流溫度的改變來控制移動(dòng)質(zhì)量流速，減少對(duì)移動(dòng)流控制的專用ASOV的需求，提供組件和成本降低的好處。
[0007]應(yīng)該理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一系列概念，這些概念在接下來【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述。這并不意味著識(shí)別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍由權(quán)利要求唯一限定。而且，要求保護(hù)的主題不限于解決上面或者在本公開的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0009]圖2描繪示例雙壁排氣歧管的示意性描述。
[0010]圖3示出圖2的雙壁排氣歧管的截面的示意性描述。
[0011]圖4表示了經(jīng)由雙壁排氣歧管的進(jìn)氣空氣加熱的示意性描述。
[0012]圖5圖示說明了用于當(dāng)補(bǔ)償氣流誤差時(shí)經(jīng)由抽吸器將加熱的進(jìn)氣空氣輸送到進(jìn)氣歧管的方法的高水平流程圖。
[0013]圖6示出了基于通過抽吸器的移動(dòng)流的溫度對(duì)節(jié)氣門位置進(jìn)行前饋調(diào)節(jié)以補(bǔ)償通過抽吸器的氣流的高水平流程圖。
[0014]圖7示出了在排氣溫度和抽吸器質(zhì)量流速之間的示例關(guān)系。
[0015]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性節(jié)氣門調(diào)節(jié)。
[0016]圖9圖示說明了用于診斷限定在排氣系統(tǒng)的雙壁內(nèi)的間隙的堵塞的高水平流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提供了使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣來降低通過抽吸器的移動(dòng)質(zhì)量流速的方法和系統(tǒng)，諸如在圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)排氣循環(huán)通過雙壁排氣系統(tǒng)的間隙時(shí)，來自排氣的熱量可以對(duì)進(jìn)氣空氣加溫，諸如圖2-4中所示的排氣系統(tǒng)。通過抽吸器的移動(dòng)氣流的質(zhì)量流速和移動(dòng)流的溫度之間的關(guān)系(圖7)可以被平衡，以降低抽吸器質(zhì)量流速?？刂破骺梢员慌渲贸蓤?zhí)行方法(諸如圖5的示例方法)來調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)氣門和廢氣門的位置，以補(bǔ)償由來自抽吸器的移動(dòng)氣流的變化產(chǎn)生的空氣流誤差(圖5)。對(duì)節(jié)氣門位置的調(diào)節(jié)可以基于來自抽吸器的估計(jì)的質(zhì)量流速(圖6)。在可替換的實(shí)施例中，諸如不能提供可靠的質(zhì)量流速估計(jì)的情況下，節(jié)氣門調(diào)節(jié)可以基于壓力、溫度和質(zhì)量流速如何隨著這些函數(shù)改變的先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行。基本上，容積流速可以基于單獨(dú)的壓力差被預(yù)測(cè)，并且如果估計(jì)溫度可用，質(zhì)量流速可以從容積流速計(jì)算出。示例的節(jié)氣門調(diào)節(jié)在圖8中示出?？刂破骺梢员贿M(jìn)一步配置成執(zhí)行診斷方法(諸如圖9的示例方法)，以使用經(jīng)由間隙的進(jìn)氣空氣的熱量確定間隙管路是否被堵塞。
[0018]圖1是示出了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸的示意圖，發(fā)動(dòng)機(jī)10被包含在汽車的推動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以至少部分地通過包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過經(jīng)由輸入設(shè)備130的來自車輛操作員132的輸入而被控制。在這個(gè)示例中，輸入設(shè)備130包括加速器踏板和踏板位置傳感器134，用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30 (又稱，汽缸30)可以包括燃燒室壁32，其中設(shè)置活塞36?；钊?6可以被連接到曲軸40，以便活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)(未示出)連接到車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。而且，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪(未示出)連接到曲軸40，以使發(fā)動(dòng)機(jī)10起動(dòng)操作可用。
[0019]燃燒室30可以接收經(jīng)由進(jìn)氣道42的來自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣，并且經(jīng)由排氣歧管48和排氣道76排放燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48可以經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54有選擇地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門。
[0020]在該示例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可以經(jīng)由各自的凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53通過凸輪致動(dòng)而被控制。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53可以各自包括一個(gè)和多個(gè)凸輪，并且可以利用可以被控制器12操作以改變氣門操作的凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)系統(tǒng)、可變氣門正時(shí)(VVT)系統(tǒng)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可以分別通過位置傳感器55和57確定。在可替換的實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以通過電動(dòng)氣門致動(dòng)而被控制。例如，汽缸30可以可替換地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門致動(dòng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由凸輪致動(dòng)控制的排氣門，所述凸輪致動(dòng)包括CPS和/或VCT系統(tǒng)。
[0021]燃料噴射器66被示為直接連接到燃燒室30，用于與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68從控制器12接收到的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射到燃燒室中。以此方式，燃料噴射器66提供所熟知的進(jìn)入燃燒室30的燃料直接噴射。例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料可以由包括燃料箱、燃料栗和燃料導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以可替換地或額外地包括以如下配置布置在進(jìn)氣