專利名稱：用于內燃發(fā)動機的碳氫化合物保持系統配置的制作方法
用于內燃發(fā)動機的碳氫化合物保持系統配置
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于內燃發(fā)動機的排氣處理系統。背景技術：
發(fā)動機排氣系統已經利用碳氫化合物保持裝置(例如碳氫化合物捕集器)來為遲發(fā)反 應保持冷起動排放或者再循環(huán)進發(fā)動機進氣系統中。在一個具體例子中，當該裝置達到預 定溫度時可開始抽取排氣。
然而，本發(fā)明人已經認識到這種例子帶來的一些問題。例如，在一些情況下經過相當 長的持續(xù)時間可能發(fā)生存儲的碳氫化合物的脫附。同樣，如果發(fā)動機在存儲的碳氫化合物 充分抽取之前停止，則可能增加后續(xù)冷起動的排放。此外，延長的抽取運轉可能限制其他 運轉，例如自適應燃料學習等。

發(fā)明內容
在一個方法中，可通過用于管理車輛的發(fā)動機的排放的系統解決上述問題，該系統包 含包括排放控制裝置的第一排氣道，第一排氣道包括下游部分，下游部分位于排放控制 裝置下游并包括車輛的排氣管；以及連接至排放控制裝置下游的第一排放排氣道的第二排
氣道，第二排氣道包括碳氫化合物保持系統，碳氫化合物保持系統包括通風管，其中通風 管的至少一部分鄰近第一排氣道的下游部分的至少一部分定位并與其熱連接。
這樣，可以利用廢氣熱量去改善保持在發(fā)動機進氣系統中的碳氫化合物的抽取。當排 氣足夠熱以向通風管提供足夠的熱量、排放控制裝置也足夠熱以使得能夠實現抽取運轉時 特別有利。
在其他例子中，當不需要時存儲，以便將其加熱用于抽取。
應該明白地是上面的發(fā)明內容用于以簡單的形式引入將在具體實施方式
中進一步描 述的一系列概念。其不意味著確定請求保護的主題的主要的或關鍵特征，請求保護的范圍 由符合具體實施方式
的權利要求唯一界定。此外，請求保護的主題不限制于解決上面提及 的或本說明書中任何部分提到的任何缺點的實施例。


圖l顯示了發(fā)動機、排氣系統和碳氫化合物(HC)保持系統的示意圖。
圖2顯示了內燃發(fā)動機的示意圖。
圖3、 4、 5、 6和7顯示了HC保持系統的多種實施例。圖8、 9、 10、 11、 12、 13和14顯示了說明發(fā)動機、排氣系統以及HC保持系統的運轉 的高級流程圖。
具體實施方式
圖1顯示了車輛系統6的示意圖。車輛系統6包括連接至碳氫化合物(HC)保持系 統22和燃料系統18的發(fā)動機系統8。
發(fā)動機系統8可包括具有多個汽缸30的發(fā)動機10。發(fā)動機10包括進氣系統23和 排氣系統25。進氣系統23包括經由進氣通道42流體連接至發(fā)動機進氣歧管44的節(jié)氣門 62。排氣系統25包括通向傳送排氣至大氣中的排氣通道35的排氣歧管48。排氣系統25 可包括一個或多個排放控制裝置70,其可安裝在排氣系統中的緊密耦合位置。 一個或多 個排放控制裝置可包括三元催化劑、稀N0x捕集器、柴油微粒過濾器、氧化催化劑等。應 該明白地是如圖2的示例發(fā)動機中所示，發(fā)動機中可包括其它部件例如多種閥門和傳感 器。
排氣系統25也可經由管道26和閥24可運轉地連接至碳氫化合物保持系統22。在 一個例子中，在發(fā)動機冷起動運轉期間排氣可傳送至碳氫化合物保持系統22。隨后，如 下面描述的， 一旦排放控制裝置70已達到其運轉溫度，保持在系統22中的碳氫化合物可 經由進氣系統23被抽取(purge)至發(fā)動機。
返回圖1,燃料系統18可包括連接至燃料泵系統21的燃料箱20。燃料泵系統21可 包括一個或多個泵用于加壓傳輸至發(fā)動機10的噴射器的燃料,例如顯示的示例噴射器66。 盡管僅顯示單個噴射器66,對于每個汽缸可采用額外的噴射器。應該明白地是燃料系統 18可為無回流燃料系統、回流燃料系統或多種其他類型的燃料系統。如下面進一步描述， 燃料系統18中產生的蒸氣可在被抽取至發(fā)動機進氣系統23之前經由管道31傳送至碳氫 化合物保持系統22。
燃料箱20可保存多個燃料混合物，包括一系列的醇濃度的燃料，例如包括EIO、 E85、 汽油等和它們的組合的多種汽油-乙醇混合物。
碳氫化合物保持系統22可包括一個或多個碳氫化合物保持裝置，例如配置用于臨時 從進氣中捕集碳氫化合物的碳氫化合物捕集器。碳氫化合物保持系統22可進一步包括當 存儲或捕集來自排氣系統25和/或燃料系統18的碳氫化合物時可將氣體傳送到保持系統 22之外至大氣中的通風管27。當抽取來自排氣系統25和/或燃料系統18的存儲的碳氫化 合物時通風管27也可允許新鮮空氣經由抽取管道28和抽取閥29被吸入碳氫化合物保持 系統22內。盡管這個例子中顯示了與未加熱的新鮮空氣連通的通風管27,也可使用多種 修改。例如，可使用來自空氣抽取箱的加熱的進氣。此外，在選定情況下可使用加熱的排 氣。
在系統6中可使用具有閥、傳感器等的多種組合的碳氫化合物保持系統22的多種系 統配置。例如，參考圖3至7在這里描述的多種系統配置，如下討論。并且盡管圖3至7的多種配置顯示了多種具體組合的可替代特征，來自圖3至7中的多種特征也可以組合在 一起以形成另一個示例配置。此外多種額外的部件可包括在進氣系統、排氣系統和燃料系 統中，例如閥24下游的消聲器。
車輛系統6還可包括控制系統14?？刂葡到y14顯示為從多個傳感器16 (本文描述 了其多種例子)接收信息并且將控制信號發(fā)送至多個驅動器81 (本文描述了多種例子)。 作為一個例子，傳感器16可包括位于排放控制裝置上游的排氣傳感器126、溫度傳感器 H8和壓力傳感器129。其他傳感器例如壓力傳感器、溫度傳感器和組分傳感器可連接至 車輛系統6中的多個位置，如這里更詳細討論的。作為另一個例子，驅動器可包括燃料噴 射器66、閥29、閥24和節(jié)氣門62。控制系統14可包括控制器12。控制器可從多種傳感 器接收輸入數據，處理輸入數據，并且基于指令或相應于一個或多個程序的編程入其中的 代碼響應處理的輸入數據觸發(fā)驅動器。這里參考圖8至12描述示例控制程序。
碳氫化合物保持系統22可同時或在不同的工況期間運轉用于從包括發(fā)動機排氣系 統25和燃料系統18的多個源存儲碳氫化合物。在一些工況下，例如在發(fā)動機起動期間當 排放控制裝置還沒有達到其起燃溫度(例如對于特定排氣成分該裝置達到選定的充分高的 轉化效率的溫度)時，排氣可被從排氣系統25傳送至碳氬化合物保持系統22,并且隨后 通過通風管27傳送至大氣中。這樣，冷起動碳氫化合物排放的增加量可存儲在碳氫化合 物保持系統22內，同時排氣加熱排放控制裝置70.隨后， 一旦裝置70達到足夠的運轉 溫度，排氣通過管道35被傳送至大氣中并且碳氫化合物保持系統22基本上與發(fā)動機排氣 隔離。另外，燃料箱20內產生的燃料蒸氣可在輸送至發(fā)動機進氣系統23并在發(fā)動機10 內燃燒之前傳送至碳氫化合物保持系統22中用于存儲?？赏瑫r、分別或其組合實現這些 不同的存儲模式(從排氣系統25,和從燃料系統18)。
在與排氣隔離之后，碳氫化合物保持系統22可連接至發(fā)動機進氣系統以通過通風孔 27抽吸新鮮空氣并且抽取存儲的碳氫化合物至發(fā)動機進氣系統中以在發(fā)動機內燃燒。這 樣的抽取運轉可在如這里描述的選定的發(fā)動機工況期間發(fā)生。
這里將描述抽取和存儲運轉的額外細節(jié)。
圖2為顯示多缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖。如參照圖l所描述，發(fā)動機10可 至少部分由包括控制器12的控制系統和由車輛搡作者132經過輸入裝置130的輸入控制。 在這個例子中，輸入裝置130包括加速踏板和用于成比例地產生踏板位置信號PP的踏板 位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室或汽缸30可包括帶有定位于其內的活塞％的燃燒 室壁32?；钊?6可連接至曲軸40以便使活塞的fi復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸 40可經由中間傳動系統連接至車輛的至少一個驅動輪。而且，起動馬達可經由飛輪連接 至曲軸40以開啟發(fā)動機10的起動運轉。
燃燒室30可經由進氣道42從進氣歧管44接收進氣并且可經由排氣歧管48排出燃 燒氣體。進氣歧管44和排氣歧管48可經由各自的進氣門52和排氣門54選擇性地與燃燒 室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多的進氣門和/或兩個或更多的排氣門。進氣歧管可包括流體連接至排氣流以允許抽取蒸氣被輸送至發(fā)動機的進氣歧管 44的抽取通路。盡管這個例子顯示了節(jié)氣門下游的抽取通路使得歧管真空吸入氣體，也 可使用多種其他配置。例如，在渦輪增壓發(fā)動機的情況下，抽取線路可通向渦輪增壓器壓 縮器入口的上游。
在這個例子中，可經由各自的凸輪驅動系統51和53通過凸輪驅動控制進氣門52和 排氣門54。凸輪驅動系統51和53均可包括一個或更多的凸輪并且可利用可由控制器12 運轉以改變閥運轉的一個或多個凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正 時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統。進氣門52和排氣門54的位置可分別由位置 傳感器55和57確定。在一個替代實施例中，進氣門52和/或排氣門54可由電動閥驅動 控制。例如，汽缸30可替代地包括經由電動閥驅動控制的進氣門和由包括CPS和/或VCT 系統的凸輪驅動控制的排氣門。
燃料噴射器66顯示為直接連接至燃燒室30用于將燃料與經由電子驅動器68從控制 器12接收的FPW信號的脈沖寬度成比例地直接噴射其內。以此方式，燃料噴射器66將燃 料以稱為燃料直接噴射的方式提供至燃燒室30。燃料噴射器可安裝在例如燃燒室的側面 或者燃燒室頂部。燃料可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(未顯示)輸送至 燃料噴射器66。在一些實施例中，燃燒室30可替代地或附加地包括以將燃料以稱為進氣 道噴射的方式噴射至燃燒室30上游的進氣道的配置設置在進氣道44內的燃料噴射器。
進氣道42可包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個具體例子中，控制器12經由 提供至包括有節(jié)氣門62的電動馬達或電動驅動器(一種通常稱之為電子節(jié)氣門控制(ETC) 的配置)的信號改變節(jié)流板64的位置。以這種方法，可運轉節(jié)氣門62以改變提供至其他 發(fā)動機汽缸中的燃燒室30內的進氣。通過節(jié)氣門位置信號TP可將節(jié)流板64的位置提供 至控制器12。進氣道42可包括質量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122用于 提供各自的MAF和MAP信號至控制器12。
在選定運轉模式下，點火系統88可響應來自控制器12的火花提前信號SA經由火花 塞92將點火火花提供至燃燒室30。盡管顯示了火花點火部件，在一些實施例中，無論有 無點火火花，燃燒室30或發(fā)動機10的一個或多個其他燃燒室可以壓縮點火模式運轉。
排氣傳感器126顯示為連接至排放控制裝置70上游的排氣道48。傳感器126可為 用于提供排氣空燃比指示的任何適合的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬域 排氣氧傳感器)、雙態(tài)氧傳感器或EGO(排氣氧傳感器)、HEGO(加熱型EGO )、氮氧化物(NOx )、 碳氫化合物(HC)或一氧化碳(CO)傳感器。排放控制裝置70顯示為沿排氣傳感器126 下游的排氣道48設置。裝置70可為三元催化劑(TWC)、 NOx捕集器、多種其他排放控制 裝置或其組合。在一些實施例中，在發(fā)動機10運轉期間，可通過以特定的空燃比搡作發(fā) 動機的至少一個汽缸周期性地重設排放控制裝置70。
圖1中控制器(或控制系統)12顯示為微型計算機，包括微處理器單元102、輸入/ 輸出端口 104、用于可執(zhí)行的程序和校準值的電子存儲介質(在本具體例子中顯示為只讀存儲器芯片106)、隨機存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和數據總線。存儲介質只讀存儲 器106可被編程有表示可由處理器102執(zhí)行用于執(zhí)行下面描述的方法以及可以預期的但沒 有具體列出的其它變量的指令的計算機可讀數據?？刂破?2可從連接至發(fā)動機10的傳感 器接收多種信號，除了之前論述的那些信號，還包括引入質量空氣流量(MAF)測量值、 來自連接至冷卻套簡114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)、來自連接至曲軸 40霍爾效應傳感器118 (或其他類型)的脈沖點火感測信號(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感 器的節(jié)氣門位置(TP)和來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機轉速信號RPM 可由控制器12從脈沖點火感測PIP信號生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP 可用于提供進氣歧管內的真空或壓力指示。
如上所述，圖2顯示了多缸發(fā)動機10的一個汽缸，并且每個汽缸可類似地包括其自 有組進氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
圖3顯示了包括例如與排氣管道35平行設置并在排放控制裝置70下游的HC捕集器 310的碳氫化合物保持裝置和吸附罐(canister) 322的碳氫化合物保持系統的第一實施 例300。排氣管道閥24位于排氣管道內用于在第一模式期間阻止排氣流，并且在第二模 式期間允許排氣流通過。旁通管道312連接在排氣管道閥24的上游和下游。此外，旁通 管道312包括第一旁通閩314、 HC捕集器310和第二旁通閥318。在這個例子中，HC捕集 器可包括磚320。在其它例子中，HC捕集器可包括多個磚或其他結構，例如活性炭。此外， HC捕集器310也可為使用微孔(0. 5rnn孔尺寸范圍)的活性炭或沸石的吸附罐。旁通管道 312通過通風管27和可選地通過閥318和管道35通向大氣。
此外，HC捕集器310可經由通道324流體連接至抽取吸附罐322。抽取吸附罐322 可配置用于從燃料系統收集蒸氣，例如經由通向燃料箱20的管道328。通道324可包括 閥326。抽取吸附罐322也可經由管道330和閥332流體連接至發(fā)動機進氣系統。類似于 HC捕集器310，吸附罐322可包括活性炭，盡管其可具有不同，例如高、多孔性。
盡管這個例子顯示了兩個碳氫化合物保持裝置(例如HC捕集器310和抽取吸附罐 322 ),可采用多種替代。例如，可使用單個碳氫化合物保持裝置，例如吸附罐，其中吸附 罐運轉以存儲排氣碳氫化合物以及燃料箱蒸氣。此外，兩個碳氫化合物保持裝置可均為吸 附罐，或可均為HC捕集器。無論HC保持系統的具體配置，碳氫化合物保持裝置可接收傳
送的冷起動碳氫化合物并保持碳氫化合物。
在一個例子中，由于排氣溫度可充分低于排氣系統內經歷的排氣溫度的全范圍，碳 氫化合物保持裝置可包含塑料殼內含有的粒狀活性炭。
圖3中的碳氫化合物保持系統22可由控制器通過多種閥的選擇性調節(jié)以多個模式運
轉。例如，可執(zhí)行下面的運轉模式 模式A:排氣碳氫化合物存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可關閉閥24和326,并打開閥3W及 選擇性打開閥318。另外，閥332關閉。示例工況包括在排放控制裝置已經達到起燃溫度之前的發(fā)動機冷起動運轉。在這個模式下，來自發(fā)動機10的排氣在經由通風管27離開至 大氣之前傳送通過HC捕集器310,同時抽取吸附罐322與排氣和碳氫化合物保持系統隔 離時。
模式B:燃料蒸氣存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可開啟閥24和326,并且關閉閥314 和318。閥332可為關閉，在這種情況下燃料箱蒸氣僅存儲，并不抽取。可替代地，閥322 可開啟至控制的大小，這樣一些燃料箱蒸氣被存儲并且一些被輸送至發(fā)動機用于燃燒。在 這個模式下，至少一些燃料箱蒸氣在通過通風管27被排出之前傳送通過抽取吸附罐322 和HC捕集器310并保持在其內。同樣，燃料箱可連通至碳氫化合物保持系統。
模式C: HC捕集器和/或吸附罐抽取
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可開啟閥24和326,并且關閉閥314 和318。另外，閥332可為開啟至控制的大小，這樣通過通風管27吸入新鮮空氣以抽取 HC捕集器310并抽取吸附罐322通過330和閥332至發(fā)動機進氣系統23中。在這個模式 下，來自吸附罐和/或HC捕集器的抽取的燃料蒸氣可在發(fā)動機內燃燒，在排放控制裝置處 理之后排氣通過管道35被傳送至大氣中。
在替代實施例，除了經由通風管27吸入新鮮空氣以抽取存儲的碳氫化合物，該系統 可額外地或可替代地將排氣傳送至通風管以使加熱的排氣來加熱碳氫保持系統并更好地 抽取存儲的碳氫化合物。在特定情況期間可使用這樣的搡作，例如冷環(huán)境溫度。此外，在 一些情況下，系統在存儲模式期間可特意在更長的時間傳送排氣以加熱碳氫化合物保持系 統至更高溫度，從而改善后續(xù)抽取運轉。在一個例子中，在抽取運轉之前，排氣可被傳送 至碳氫化合物保持系統(甚至在非起動狀況期間)以增加溫度并改善后續(xù)抽取效率。當碳 氫化合物保持系統下降低于閾值時，或當減少抽取機會出現時可使用這種運轉。
注意的是圖3中的配置使得流過HC捕集器310的氣體被傳送回至排氣管道35并且 排出排氣管。因此，通過使用允許排氣流返回至排氣管(或傳送至排氣管位置)的閥31S (其相較于系統中的其他排氣閥可為低溫度、低成本閥)可實現多種優(yōu)點。例如，該配置
在冷起動捕集運轉期間允許足夠的氣流而不用將排氣發(fā)送至排氣管之外的其它位置。此 外，通過提供獨立的端口用于抽取氣流入口，可以從不易受水注入影響的位置吸入抽取空 氣。
另外，當排氣傳送回如圖3中所示的排氣系統時，HC捕集器可位于消聲器的上游' 從而減小消聲器泄漏對排放系統性能的影響。
圖4顯示了碳氫化合物保持系統22的第二實施例400。在這個配置中'閥24包括 通過管道35傳送排氣至大氣中或至管道412中的分流閥。圖4顯示了平行于排氣管道35 設置在排放控制裝置70的下游的HC捕集器410。管道412連接至閥24的上游并且包括 HC捕集器410。
此外，HC捕集器410可經由通道424和閥426流體連接至抽取吸附罐4"。抽取吸附罐4"可配置用于從燃料系統收集蒸氣，例如經由通向燃料箱20的管道428。抽取吸 附罐4"也可經由管道430和閥432流體連接至發(fā)動機進氣系統。碳氫化合物保持系統 22也可包括連接至管道424的第一壓力傳感器436和第二壓力傳感器438。另外，HC捕 集器溫度傳感器440可直接連接至HC捕集器。
如圖4中示意顯示，通風管27與至少一部分管道35熱耦合以使得熱量在其間轉移。 在一個例子中，通風管27可空間鄰近至少一部分管道35。
圖4的碳氫化合物保持系統可由控制器通過多個閥的選擇性調節(jié)在多個模式下運 轉。例如，可執(zhí)行下面的運轉模式
模式A:排氣碳氫化合物存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可調節(jié)閥24以將排氣分流至管道412， 以及關閉閥432和426。示例工況包括在排放控制裝置已經達到起燃溫度之前的發(fā)動機冷 起動運轉。在這個模式下，來自發(fā)動機10的排氣在經由通風管27離開至大氣之前傳送通 過HC捕集器410,同時抽取吸附罐422與排氣和碳氫化合物保持系統隔離。
模式B:燃料蒸氣存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可調節(jié)閥24以引導排氣通過管道35, 并且將碳氫化合物捕集器410與排氣隔離。另外，控制器可開啟閥426,并且關閉閥432。 在這個模式下，至少 一些燃料箱蒸氣在通過通風管27被排出之前傳送通過抽取吸附罐422 和HC捕集器410并保持在其內。
模式C: HC捕集器和/或吸附罐抽取
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可調節(jié)閥24以導引排氣通過管道35， 并且將碳氫化合物捕集器410與排氣隔離。另外，控制器可開啟閥426,并且可控制地開 啟閥432以通過通風管27吸入新鮮空氣來抽取HC捕集器410并抽取吸附罐422通過430 和閥432至發(fā)動機進氣系統23中。在這個模式下，來自吸附罐和/或HC捕集器的抽取的 燃料蒸氣可在發(fā)動機內燃燒，同時排氣在被排放控制裝置處理之后通過管道35被傳送至 大氣中。如上所提出，熱量可轉移至吸入通風管27內的新鮮空氣。在一些例子中，熱量 可通過傳導、對流、強制對流、其上的組合或熱傳遞的替代形式被轉移。這樣，當系統暖 機至運轉溫度時，暖空氣可改進存儲在HC捕集器410和/或抽取吸附罐422內的碳氫化合 物的釋放。
圖5顯示了碳氫化合物保持系統22的第三實施例的示意圖。這個實施例類似于圖3 中的實施例，除了 HC捕集器510包括兩塊磚520,并且配置用于使排氣順序地通過磚， 但并行抽取它們。具體地，圖5的系統包括與排氣管道35并行設置在排放控制裝置70 下游的HC捕集器510。排氣管道閥24 (在這個例子中可為節(jié)氣門)位于排氣管道內用于 在第一模式期間阻止排氣流，并且在第二模式期間允許排氣通過。旁通管道512連接在排 氣管道閥24的上游和下游。此外，旁通管道512包括第一旁通閥516、 HC捕集器S10和 第二旁通閥518。旁通管道512也經由兩個平行通道534和閥538連接至通風管27。此外，HC捕集器S10可經由通道524流體連接至抽取吸附罐522。抽取吸附罐522 可配置用于從燃料系統收集蒸氣，例如經由通向燃料箱20 (未顯示)的管道528。抽取吸 附罐522也可經由管道530和閩532流體連接至發(fā)動機進氣系統。
圖5的碳氫化合物保持系統由控制器通過多種閥的選擇性調節(jié)在多個模式下運轉。 例如，可執(zhí)行下面的運轉模式
模式A:排氣碳氫化合物存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可關閉閥24和538,并且開啟閩516 和518。另外，閥532關閉。示例工況包括在排放控制裝置已經達到起燃溫度之前的發(fā)動 機冷起動運轉。在這個模式下，來自發(fā)動機10的排氣在經由管道35離開至大氣之前傳送 通過HC捕集器510 (順序通過磚520a并且然后520b),同時由于氣流抵住閥532抽取吸 附罐522與排氣有效隔離。
模式B:燃料蒸氣存儲
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可開啟閥24、 526和538,并且關閉 間516和518。閥532也可關閉。因此排氣與吸附罐522和HC捕集器510隔離。在這個 模式下，至少一些燃料箱蒸氣在通過閥538和通風管27被排出之前傳送通過抽取吸附罐 522和HC捕集器510并保持在其內。特別，燃料蒸氣在通過通風管27排出之前首先傳送 通過吸附罐522并且隨后并行分別通過磚520a和520b。這樣，由于排氣和燃料箱蒸氣至 少從磚510a的不同流向，燃料箱蒸氣可在捕集器的不同位置處以不同濃度存儲。
模式C: HC捕集器和/或吸附罐抽取
在選擇發(fā)動機和/或車輛工況期間，控制器12可開啟閩24和538,并且關閉閥516 和518。另外，閱532可為開啟至控制的大小，這樣通過通風管27吸入新鮮空氣以抽取 HC捕集器510并抽取吸附罐522通過530和閥532至發(fā)動機進氣系統23中。在這個模式 下，來自吸附罐和/或HC捕集器的抽取的燃料蒸氣可在發(fā)動機內燃燒，在排放控制裝置處 理之后排氣通過管道35被傳送至大氣中。又，在與圖5中的模式B相反的氣流移動中， 新鮮空氣在被組合并傳送通過抽取吸附罐522之前并行地傳送至磚520a和520b。這樣， 蒸氣的抽取在與存儲在全部磚內的燃料箱蒸氣相反的方向及與存儲在至少一個磚(520a) 內的排氣碳氫化合物相反的方向發(fā)生。
這種利用順序存儲和并行抽取的差分存儲和抽取方向能夠改善存儲和釋放，從而增 加了發(fā)動機和排放系統的效率。
圖6顯示了圖5的第三實施例的示例的其它細節(jié)。相應地標注類似部件。在這個例 子中，閥24、 518和516為真空驅動節(jié)氣門。HC捕集器包括具有活性炭球612的兩塊磚 520a, 520b。真空調節(jié)器614連接至閥24、 516和518,并且可配置用于只要閥518和516 為開啟便關閉閥24,反之亦然。在一個例子中，真空調節(jié)器614可通過控制器12電動驅 動。
繼續(xù)參閱圖6,第一壓力傳感器540和第二壓力傳感器5"連接至HC捕集器的進口"6和出口618。車載診斷(0BD)傳感器620可分別連接在第一磚和第二磚520a, 520b 之間。OBD傳感器可測量HC捕集器內的氣體壓力、成分或其上的組合。
在這個例子中，HC捕集器510可位于最終催化劑之后但是在消聲器之前。此外，離 排氣管道35的長度可大于12英寸以將排氣溫度從800'C降低至IO(TC以允許使用塑料部 件。此外，當旁通過排氣管道內的消聲器時可進一步運轉碳以減小噪聲。
繼續(xù)參考一個例子，位于吸附罐的進口和出口 (616, 618)處的排氣瓣可為塑料并 且可集成進捕集器/吸附罐的塑料殼。該裝置可包括橡膠密封墊/O形圈以幫助密封環(huán)繞 殼，在該處排氣瓣會由于降低的溫度關閉或環(huán)繞塑料瓣。裝置510的殼可包括1.5"標識 進口/出口管、彈性部分上用于傳感器和提升閥的注模凸部、在錐體上用于進氣的注模端 口、在碳層兩側用于允許氣流通過吸附罐和驅動的排氣瓣的屏。連接至524的進氣門可位 于塞滿的層之間。在該場所，OBD傳感器620可觀測層的裝卸工作。在一個例子中，如果 塑料排氣瓣密封，提升閥將讓來自空氣抽取箱的空氣進入。每個錐體處的新鮮空氣入口從 通風閥下游的進氣源分離。出口可通向燃料箱蒸氣抽取系統，例如順序進入吸附罐或并行 進入。
圖7顯示了碳氫化合物保持系統22的第四實施例。這個例子類似于圖4，盡管在旁 通7U內使用不同的閥和管道配置以及兩個HC捕集器。具體地，在這個例子中，閥24 運轉為分流閥以允許排氣流通過管道35至大氣中，或導引排氣流至管道714和閥716。 在這個例子中，閥716為另一個分流閥，其允許在管道714和管道740,或管道714和管 道742之間連通。旁通712還分別包括第一 HC捕集器和第二 HC捕集器726和728。另外， 類似于上面描述的其他示例配置，閥725顯示為用于控制氣流流向抽取吸附罐(未顯示) 或來自于吸附罐，其隨后通向燃料箱和進氣歧管。同樣，來自燃料箱的燃料蒸氣可被以那 樣的順序傳送至第一和第二捕集器726和728,并且以相反的順序被抽取。 在圖7中，兩個捕集器726和728配置有不同的HC捕集特性。例如，相較于捕集器 728,捕集器726可為較大孔性的活性碳以捕捉較大HC分子。這樣，在存儲期間，氣體可 被傳送首先通過捕集器726并且隨后通過捕集器728,這樣明顯地減小了氣體中的HC分 子大小。另外，由于存儲的HC分子難于從較小孔的活性碳去除，可通過較大孔的活性碳 作為較小孔的活性碳的緩沖以抑制HC分子不可挽回地吸入較小孔內。此外，在較高溫度 下可發(fā)生較小HC種類吸入進捕集器728內。同樣，從分流閥716至捕集器的進口管直徑
可具有足夠的大小以在存儲和抽取運轉期間提供所需壓力。
圖7的配置也可提供了相反流向用于捕集器726和728的存儲和抽取運轉。具體地， 在排氣中的HC存儲期間，分流閥24和716將排氣在通過通風管27排出之前傳送通過714 并且隨后至捕集器726,并隨后至捕集器728。在捕集器的抽取期間，調節(jié)閥門以將新鮮 空氣在被輸送通過捕集器726并且隨后至進氣管之前傳送通過通風管27、捕集器"8,并 且隨后至捕集器726。這樣，可實現改善HC的存儲和釋放，特別是根據捕集器的不同特 性(例如多孔性)。因此，圖7的配置可運轉在模式A、 B和C中任一個。盡管在一個例子中捕集器726和728可均為HC捕集器,也可使用兩個活性碳吸附罐。 可替代地，如上所提，可包括沸石。例如，不同于獨立裝置，吸附罐726可配置用于吸收 冷起動時的丙烯和較大質量的碳氫化合物。捕集器728內的微孔活性碳吸收較小的碳氫化 合物，但與串聯的726相比被保護得更多。另外，用來自空氣抽取箱或熱的車輛排氣以相 對于吸收氣流方向的逆流抽取捕集器能夠進一步提供改進的性能。
盡管這個例子顯示了圖7的配置中的兩個捕集器，可使用更多或更少的捕集器。 在一個具體例子中，裝置726可包括在較小孔活性碳吸附罐之前以捕捉中等至大尺 寸的HC分子的碳吸附罐(較大孔)。在存儲期間，氣體首先通過捕集器726,并且隨后至 捕集器728。以相反方向執(zhí)行去除。這樣，較大孔更好地保護較小孔并且減少較大HC分 子不可恢復地吸入較小孔內。小HC種類吸入進小孔介質內可更好地響應壓力，例如大約 5MP,其可通過使從分流閥至吸附罐的入口管直徑具有一定大小來提供。類似地，增加的 溫度(例如在怠速情況下通過來自排氣的熱傳遞，或通過使用至少一些排氣)有利于HC 種類的去除。
應該明白地是參照圖3至7,模式A不僅可運轉以在碳氫保持系統內存儲來自排氣 的HC,還可以充分地加熱該系統。由于增加的溫度能夠用于更容易地釋放存儲的碳氫化 合物，因此其有利于準備碳氫化合物保持系統22用于后續(xù)抽取運轉。
此外，盡管圖3至7的示例中顯示了燃料箱蒸氣和存儲的排氣碳氫化合物的組合抽 取，在替代配置中這些可分別抽取。例如，經由平行于示例吸附罐的抽取管的抽取管抽取 示例HC捕集器，從而能夠分開地和/或獨立地抽取不同的碳氫化合物存儲系統。例如，可 抽取一個碳氫化合物保持裝置而不抽取第二碳氫化合物保持裝置。又，在圖3至7的一些 示例配置中，抽取吸附罐內的燃料箱蒸氣可充分地快于HC捕集器內的碳氫化合物被抽取。 同樣，在開始抽取期間，所知的蒸氣量/濃度可用于確定存儲在吸附罐內的燃料蒸氣量， 并且隨后在抽取運轉的后期(當吸附罐充分地被抽取/清空)，所知的蒸氣量/濃度可用于 估計HC捕集器的負荷狀態(tài)(其可在最近的存儲運轉期間產生，例如最近的冷起動事件)。
另夕卜，盡管圖3至7的示例顯示排氣碳氫化合物的存儲和保持系統22的抽取為非同 時發(fā)生的，在替代實施例中，一些存儲的碳氫化合物可在存儲其他碳氫化合物期間被抽取。
可通過使用系統、部件和這里描述的裝置執(zhí)行下面的圖8-14的方法，但可替代地可
使用其他合適的系統、部件和裝置執(zhí)行。
現參考圖8，程序800顯示用于控制發(fā)動機運轉、燃料蒸氣管理和排氣排放管理。 程序800可在暖機期間(例如當發(fā)動機或排氣從環(huán)境溫度加熱至正常的運轉溫度范圍)運轉。
首先，在810處，程序確定發(fā)動機起動是否出現。例如，程序可確定發(fā)動機是否正 從停止起動。附加地或可替代地，程序可經由發(fā)動機轉動起動運轉確定發(fā)動機是否已起動。 當發(fā)動機起動出現時，程序繼續(xù)至812，在該處程序基于多種參數估計或測量排放控制裝 置溫度。在一個例子中，程序可基于發(fā)動機停機時間(濕機時間)、環(huán)境溫度、發(fā)動機冷卻劑溫度和進氣充氣溫度確定排放控制裝置溫度?？商娲鼗蚋郊拥?，程序可基于位于排 氣道35或排氣歧管48內的一個或多個排氣溫度傳感器確定排放控制裝置溫度。此外，程 序可基于安裝至排放控制裝置的溫度傳感器確定排放控制裝置的溫度。
在814處，程序基于工況確定溫度閾值。這里參照圖9描述了一個用于確定溫度閾 值的方法?？商娲兀墒褂霉潭ǖ臏囟乳撝?。在一個例子中，溫度閾值關聯于催化劑起 燃溫度。接下來，程序繼續(xù)至816以確定保持系統22中的排氣產生的碳氫化合物的存儲 是否已經開始，并且如果沒有，則結東該程序。可基于包括保持系統22的碳氫化合物存 儲量是否大于閾值的多種情況調節(jié)該運轉。例如，當存儲系統22已經在之前發(fā)動機運轉 期間被抽取時，程序可開始保持系統22內的存儲。另外，當保持系統22的溫度低于最大 存儲溫度時，程序可開始保持系統22內的碳氫化合物存儲。此外，如基于發(fā)動機內燃燒 的燃料的燃料特性，例如燃料中的醇含量(其中在之前發(fā)動機運轉期間可獲得燃料中的醇 含量)，程序可開始保持泉統22內的排氣碳氫化合物的存儲。這樣，可調節(jié)至碳氫化合物 保持系統22的排氣的傳送的結東以利用不同燃料的不同存儲特性。例如，當燃燒相對于 低醇含量燃料的高醇含量燃料時，傳送可持續(xù)至較高的存儲量或較長持續(xù)時間。此外，當 發(fā)動機濕機時間(例如發(fā)動機/車輛停機時間)長于閾值量時，程序可開始保持系統22 內的碳氫化合物的存儲。這樣，例如在熱起動期間發(fā)動機起動可導引氣體通過排氣系統 35并旁通過保持系統22。
當816處的答案為是時，程序繼續(xù)至818以確定排放控制裝置70的溫度是否低于在 814處確定的閾值溫度。如果是這樣，程序繼續(xù)至820以運轉排氣門(例如24)中的一個 或多個以導引排氣通過碳氫化合物保持系統22,并且特別是通過一個或多個碳氫化合物 捕集器。例如，取決于系統配置，控制系統14可調節(jié)一個或多個排氣門以在被排出或傳 送至大氣中之前將排氣從排放控制裝置70的下游傳送至并通過碳氫化合物保持系統22。 在一個例子中，如上所述，在模式A中程序運轉該系統。此外，例如，取決于如本文參照 圖10描述的工況，該系統可在火花正時基本上處于峰值扭矩正時時運轉，或者以一定量 的火花延遲運轉。
接下來，在822處，程序估計存儲在碳氫化合物保持系統22內的碳氫化合物的量， 例如存儲在HC捕集器310內的碳氫化合物的量。程序可基于排氣流速、排氣溫度、碳氫 化合物保持系統22的溫度、發(fā)動機轉速和多種其它參數估計碳氫化合物的存儲量。
當816處的回答為否或者818處的回答為是時，程序繼續(xù)至824以運轉排氣門以從 排放控制裝置70導引排氣以旁通過碳氫化合物保持系統22并且通過管道"輸送至大氣 中。同樣，如這里所提及的，排氣可在被傳送至大氣之前通過多種額外的排放控制裝置和 /或消聲器。在一個例子中，在824處的運轉期間，程序運轉發(fā)動機以增加排氣溫度從而 將點火正時充分延遲在最大扭矩的最小點火提前角(MBT)正時之后以及在燃燒室內執(zhí)行 稍稀空燃比的燃燒。此外，S24處的運轉因而可導致該系統不在模式A下運轉'盡管系統 以或不可以運轉在模式B和C下，如參照圖8進一步描述。從步驟824或822,程序繼續(xù)至826以確定來自碳氬化合物保持系統22的存儲的碳 氫化合物是否應該被執(zhí)行抽取(例如，系統能否運轉在模式C下)。在一個例子，圖11 的程序顯示了確定是否要抽取碳氫化合物保持系統22的一個例子?？苫诙喾N發(fā)動機和 車輛運轉參數開始碳氫化合物保持系統22的抽取，包括存儲在保持系統22內的碳氫化合 物的量(例如存儲在HC捕集器310內的碳氫化合物的量)、排放控制裝置70的溫度、碳 氫化合物保持系統的溫度、燃料溫度、自上次抽取起起動的次數、燃料特性(例如燃燒的 燃料內的醇含量)和多種其他參數。在一個例子中，在826處，程序確定在當前發(fā)動機起 動期間排氣是否被傳送至碳氫化合物保持系統22。在一個具體的例子中，隨著燃料中的 醇含量增加，可調節(jié)抽取的開始以在高溫度下開始。
當826處的回答為是時，程序繼續(xù)至828以運轉排氣門吸入新鮮空氣通過碳氫化合 物保持系統22并且進入發(fā)動機10的進氣道42內，其可包括以模式C運轉系統。隨后， 發(fā)動機10運轉以吸入蒸氣以及噴射的燃料和進氣，并且在其內執(zhí)行燃燒。接下來，在830 處，程序基于多種參數(包括存儲的碳氫化合物的量以及來自排氣空燃比傳感器的反饋信 息)估算來自碳氫化合物保持系統22的抽取的碳氫化合物的量(其可歸因于HC捕集器和 抽取吸附罐中的一個或兩個)。在一個例子中，來自排氣氧傳感器的反饋可用于獲知或更 新存儲在HC捕集器內的碳氫化合物的估算量以基于這個估算確定HC捕集器的劣化。此外， 程序也可調節(jié)發(fā)動機的節(jié)氣門以調節(jié)通過抽取吸附罐、HC捕集器或二者的抽取氣體的量。
當826處的回答為否時或者從830處，程序繼續(xù)至832。在832處，程序確定是否 要抽取由燃料箱產生的碳氫化合物蒸氣，假如這些蒸氣沒有在828處被抽取，或者沒有在 828處充分地被抽取。參照圖12描述一個用于確定是否要抽取燃料箱產生的蒸氣的示例 程序。當832處的回答為是時，程序繼續(xù)至834以運轉排氣門抽取來自碳氫化合物保持系 統由燃料箱產生的蒸氣，其可包括將系統運轉在模式C。否則，當832處的回答為否時或 者從834處，程序結東。
盡管沒有在圖8中具體說明，只要系統未運轉在模式A或C,控制系統也可將系統 運轉在模式B?？商娲?，可基于包括環(huán)境溫度、燃料溫度等的多種工況選擇性地開始模 式B。
另外，考慮到合適的溫度，可以進一步提供控制將排氣傳送至碳氫化合物保持系統， 并且通過碳氫化合物保持系統抽取至發(fā)動機進氣以解決發(fā)動機熱起動情況。例如，系統可 在開始程序和開始抽取中考慮發(fā)動機冷卻劑溫度和催化劑溫度，這樣如果冷卻劑溫度高于 熱重起動閾值和/或催化劑溫度高于熱重起動闊值，則停止至碳氫化合物保持系統的排氣 抽取并且一旦完成發(fā)動機起動轉動/加速便開始抽取。
現參閱圖9，程序900描述用于確定溫度閾值，低于該溫度閾值排氣可被傳送至碳 氫化合物保持系統22。首先，在910處，程序確定燃料成分。在一個例子中，程序可確 定存儲在燃料箱20內的燃料的醇濃度和/或燃料混合。可基于來自排氣氧傳感器的指示化 學計量空燃比的反饋獲知醇濃度。附加地或可替代地，程序可基于燃料濃度傳感器確定燃料的醇濃度。注意的是程序可確定汽油燃料中的相對醇含量，或多種其它燃料成分。
接下來，在912處，程序確定燃料溫度。在一個例子中，程序可由來自連接至燃料 箱"的燃料溫度傳感器測量燃料溫度?？商娲兀绦蚩苫诎òl(fā)動機冷卻劑溫度、 環(huán)境空氣溫度和/或多種其他參數的多種參數估計燃料溫度。
接下來，在914處，程序基于分別在912和910處確定的燃料溫度和成分/組成確定 溫度閾值。另外，程序可基于額外的工況確定閾值，包括排放控制裝置70的催化劑材料 的老化。在一個例子中，程序可隨著混合燃料中的醇含量增加而增加溫度閾值。這樣，可 能調節(jié)溫度范圍，在該溫度范圍排氣被傳送至碳氫化合物保持系統22內的碳氫化合物捕 集器。具體地，這種運轉能夠隨著燃料中的醇含量的改變利用捕集器的不同存儲特性。例 如，隨著醇含量的改變燃料可具有不同的吸附和/或脫附特性。同樣，排氣中的水可影響 碳氫化合物種類存儲/釋放發(fā)生的溫度。隨著燃料的醇含量的改變，在排氣中可產生不同 的HC鏈，因此產生不同的存儲/釋放特性。在一個具體例子中，隨著燃料中的醇含量增加 由于溫度可捕捉HC,因此隨著燃料中醇含量的增加模式A下運轉的結東或減少可被延遲 至較高溫度。
現參閱圖10,其顯示了在發(fā)動機起動期間基于排氣傳送和/或碳氫化合物保持系統 抽取的模式用于控制燃燒空燃比的示例程序1000。
首先，在1010處，程序確定發(fā)動機是否正在起動，例如參照810處所描述。如果是， 程序繼續(xù)至1012以確定系統是否正將氣體導引至碳氫化合物保持系統22(例如，是否出 現模式A運轉)。如果是，程序繼續(xù)至1014以基于發(fā)動機冷卻劑溫度以及多種其他參數選 擇燃燒空燃比。接下來，在1016處，程序在選定的空燃比下以減小的火花延遲或沒有火 花延遲運轉，例如通過以MBT正時運轉，潛在地甚至在排放控制裝置(例如，排氣系統內 的催化轉化器)的溫度實質上低于其起燃溫度期間。在一個例子中，在1014處選擇的空 燃比可最初在起動期間為稍微稀的，并且在起動轉動和發(fā)動機轉速增加之后，選擇的空燃 比可大約為化學計量，或輕微富化?？商娲?，可基于存儲在碳氫保持系統22 (例如存 儲在HC捕集器310內的碳氫化合物的量)中的碳氫化合物的量選擇空燃比。例如，隨著 存儲在碳氫化合物保持系統22內的碳氫化合物的量增加，燃燒的空燃比可相應地調節(jié)更 高(例如較少富化，或更稀化)。
當1012處的回答為否時，程序繼續(xù)至1018以確定排放控制裝置70的溫度是否低于 起燃溫度。當1018.處的回答為否時，程序繼續(xù)以運轉發(fā)動機以具有火花延遲的選擇性調 節(jié)(例如，基本上無火花延遲，除非需要用于爆震消除、扭矩減小等)的化學計量空燃比 燃燒?？商娲?，當1018的回答為是時，程序繼續(xù)至1022以運轉發(fā)動機以具有比1016 處和/或1020處的運轉更大的點火正時延遲的接近化學計量或輕微稀空燃比燃燒。否則， 在1020,程序運轉發(fā)動機以具有比1022處延遲晚的火花延遲的選擇性調節(jié)的化學計量空 燃比燃燒。例如，可基于催化劑溫度延遲點火正時量。
如另一個例子，因此系統可基于排氣是否被傳送至碳氧化合物保持裝置以多個點火正時延遲模式運轉。例如，模式可包括第一模式和第二模式，在第一模式下程序將排氣傳 送至碳氫化合物保持系統并且在第一正時火花點火并以第一發(fā)動機/排氣空燃比運轉的第 一模式的至少一部分期間運轉,在第二模式下程序旁通過碳氫化合物保持系統并且在第二 模式的至少一部分期間以比第一正時更延遲的第二正時火花點火或者以比第一排氣空燃 比更稀的第二發(fā)動機/排氣空燃比運轉。在一個具體例子中，第二模式在第一模式之后執(zhí) 行，二者均在正常發(fā)動機起動期間運轉，并且在這種情況下相比于第二模式，第一模式在 排放控制裝置的較低溫度下執(zhí)行。此外,在第一模式的第一部分期間第一空燃比可為稀化， 并且在第一模式的第二部分期間可為化學計量或富化?？商娲兀谝荒Ｊ娇稍诘谝话l(fā)動 機起動期間執(zhí)行，第二模式可在第二發(fā)動機起動期間執(zhí)行，其中在第二起動期間碳氫化合 物保持系統可具有比在第一起動期間更大的碳氫化合物存儲量。
接下來，從1020處前進至1024處，程序確定是否出現保持系統22的抽取，包括抽 取存儲的燃料箱蒸氣和存儲的排氣碳氫化合物中一個或兩個。如果是，程序繼續(xù)至1026 處,在該處控制系統響應于來自一個或多個排氣氧傳感器的反饋調節(jié)燃料噴射量以維持化 學計量燃燒并且獲知抽取而來的碳氫化合物的量和/或存儲在保持系統22內的碳氫化合 物的量。另外，程序可響應通過碳氫化合物保持系統吸入的新鮮空氣的量調節(jié)氣門位置。 例如，當開始抽取運轉時程序可關閉節(jié)氣門以補償額外的氣流。
在一個例子中，發(fā)動機可通過運轉一些比所需的空燃比(例如化學計量)更稀化的 汽缸以及一些比所需空燃比更富化的汽缸來提供所需的空燃比。在仍然提供化學計量排氣 空燃比的同時，其可產生額外的放出熱量的排氣熱量，這種運轉可為有利的。在一個例子 中，例如在1016期間可提供這種分離的空燃比運轉以使得增加排放控制裝置的熱量。此 外，通過利用保持系統22內的HC捕集器，例如可捕捉任何離開裝置70的殘留碳氫化合 物以維持所需排放水平。
現參考圖11,描述了用于確定是否抽取由來自保持系統22的排氣產生的碳氫化合 物的程序。在一個例子中，圖11的程序確定是否結東燃料箱蒸氣存儲(例如模式B)和 轉換至抽取(例如模式C)。
首先，在1110處，程序確定系統22的HC保持裝置，例如HC捕集器或吸附罐是否 在發(fā)動機起動期間運轉以存儲碳氫化合物。如果是這樣，程序繼續(xù)至1112以確定系統是 否在抽取燃料箱蒸氣。如果不是這樣，程序繼續(xù)至1114以確定排氣溫度(例如排放控制 裝置的溫度)是否高于闊值溫度(例如818處的閾值)。例如，可基于燃料箱內或噴射入
發(fā)動機內的燃料的醇含量調節(jié)閾值。
如果1114處的回答為是，程序繼續(xù)至1116以確定保持系統22內存儲的碳氫化合物 的量(例如存儲在HC捕集器310內的碳氫化合物的量)是否大于閾值。如果是這樣'程 序繼續(xù)至1118以確定發(fā)動機10內燃燒的空燃比是否大約為化學計量比。如果是這樣，程 序繼續(xù)至1120以抽取保持系統，例如以抽取HC捕集器和/或吸附罐(例如運轉于模式C)。
在一個例子中，可在發(fā)動機起動之后，或在起動狀況期間(例如熱重起狀況)執(zhí)行圖11的運轉。
現參考圖12,.描述了一種用于確定是否將抽取來自保持系統22的由燃料箱產生的 碳氫化合物。在一個例子中，圖12中的程序確定是否將結東燃料箱蒸氣存儲(例如模式 B)并轉換至抽取(例如模式C)。在一個例子中，圖11和12的程序可一起調整，例如燃 料箱蒸氣抽取和排氣產生的碳氫化合物抽取同時發(fā)生。在其他例子中，圖11和12的程序 可獨立地執(zhí)行，例如燃料箱蒸氣抽取和排氣產生的碳氫化合物抽取獨立地發(fā)生。
首先，在1210處，程序確定系統22的HC保持裝置(例如HC捕集器或吸附罐)是 否正在被抽取。如果是這樣，程序結東。否則，程序繼續(xù)至1212以確定發(fā)動機起動是否 出現，例如這里描述的。如果為否，程序繼續(xù)至1214處以調節(jié)燃料蒸氣抽取具有自適應 獲知燃料噴射器錯誤、MAF傳感器錯誤等，并且隨后程序繼續(xù)至1216以執(zhí)行至進氣系統 的燃料箱蒸氣的抽取，如在1214處所調節(jié)的。
當1212處的回答為是時，程序繼續(xù)至1218以確定燃燒空燃比是否大約為化學計量 空燃比(參見圖IO.)。如果為否，由于難于控制抽取運轉中出現的空燃比，程序不開始抽 取，例如當使用服GO傳感器時。如果為是，則程序繼續(xù)至1220以確定當前系統是否正在 運轉以導引排氣通過保持系統22。如果1220處的回答為是，程序結東(在抽取和存儲非 同時發(fā)生的情況下)。否則，程序繼續(xù)至1216處以抽取至進氣系統的保持系統。
現參考圖13,描述一種用于確定在不同于發(fā)動機起動運轉的狀況例如其他發(fā)動機工 況(發(fā)動機開始旋轉和/或車輛正在行駛)期間是否將排氣傳送至碳氫化合物保持系統22 的程序。圖13的程序可在發(fā)動機起動/暖機運轉之后使用，例如那些上面描述的。
例如，在一個或多個汽缸(例如可變排量發(fā)動機(VDE)運轉)的汽缸氣門停止運轉 期間參考圖13描述的運轉是有利的，在這樣的情況下排放控制裝置的溫度可下降低于開 動或起燃溫度。在這樣的情況下，剩余活動的汽缸可運轉在化學計量或輕微富化下，并且 將排氣導引至保持系統22用于存儲離開冷卻的排放控制裝置的過剩的碳氫化合物。此外， 在減速斷油(DFSO)運轉期間或在重新開始DFSO汽缸之后其是有利的，在這種情況下很 多的新鮮富氧氣體存儲在排放控制裝置內，從而減少來自發(fā)動機的排放的催化反應以及其 溫度。當在DFSO之后重新開始燃燒時，這會特別有利的，在這種情況下在重新開始期間 的燃燒空燃比會充分地富化以減少存儲的氧氣并且重新建立催化劑所需的氧存儲狀態(tài)。圖 13的運轉也可在催化劑溫度過高狀況(例如當催化劑溫度高于當前狀況所允許的最大溫 度)期間使用，在這種情況下發(fā)動機富化運轉以降低催化劑溫度。
在又一個例子中，在不同于發(fā)動機起動運轉期間傳送至碳氫化合物保持系統22的排 氣可用于加熱碳氫化合物保持系統22用于后續(xù)的抽取的程序。例如， 一旦碳氫化合物保 持系統22充分加熱，可開始抽取運轉。當碳氫化合物保持系統"低于閾值溫度時是有利 的，并且否則會導致碳氫化合物慢速和/或效率低的釋放和/或脫附。
現特別參考圖13,在1310處程序確定發(fā)動機起動是否出現，例如這里所描述的。 如果1310處的回答為是，程序繼續(xù)至1312處以確定自當前發(fā)動機運轉的發(fā)動機起動起碳氫化合物保持系統22是否已經被抽取和/或存儲在系統22中的碳氫化合物和燃料蒸氣的 估算量是否少于閾值。例如，程序可確定存儲在HC捕集器310內的碳氫化合物的量是否 少于閾值。
如果1312處的回答為是，程序繼續(xù)至1314處以確定選擇的狀況是否出現。在一個 例子中，選擇的狀況包括當突破排放控制裝置70的碳氫化合物增加的潛力大于閾值時。 在其他例子中，選擇的狀況包括一個或多個汽缸的減速斷油，和/或從這種狀況重新開始。 在另一個例子中，選擇的狀況包括當來自發(fā)動機的排氣空燃比為充分富化學計量(例如比 閾值更富化)時。在又一個例子中，選擇的狀況包括當一個或多個汽缸停止時，例如當進 氣門和排氣門在整個4行程循環(huán)期間保持關閉。如果1314處的回答為是，程序繼續(xù)至1316 以運轉排氣門導引排氣通過碳氫化合物保持系統22 (例如運轉于模式A )。
這樣，可實現改善的排放，甚至在非發(fā)動機起動狀況期間。此外，應該明白地是在 1316處的存儲運轉之后一旦1316處的運轉結東可在后續(xù)發(fā)動機運轉期間執(zhí)行額外的抽 取。
在一個具體例子中，在不同于發(fā)動機起動的狀況期間，在催化排放控制裝置高于其 起燃溫度的情況下，當碳氫化合物保持系統的溫度低于閾值時程序可傳送排氣至碳氫化合 物保持系統，傳送持續(xù)直到碳氫化合物保持系統達到閾值抽取溫度，并且隨后將排氣旁通 過碳氫化合物保持系統傳送至大氣中，并抽取碳氫化合物保持系統至發(fā)動機進氣系統。
如圖14中提到的，控制系統可開始對保持系統22的劣化的確定，以便于確定和區(qū) 分抽取吸附罐和HC捕集器之間的劣化。在一些例子中，從排氣氧傳感器反饋獲知的抽取 碳氫化合物濃度和燃料噴射調節(jié)可提供對碳氫化合物存儲的獨立估算,例如當燃料箱吸附 罐(例如422 )與HC捕集器(例如310)處于不同的溫度時?？商娲兀诔槿∑陂g所知
的碳氫化合物的量可用于確定被裝載并且隨后在在燃料箱蒸氣被充分抽取之前很少至沒 有燃料箱蒸氣產生的情況期間抽取的HC捕集器的性能。在另一個具體例子中，可基于在 抽取通過捕集器的氣體期間探測到的溫度狀況改變可診斷HC捕集器。下面描述了多種示
例以及額外的診斷方法。
在下面的例子中，參考連接在保持系統22中基于碳的碳氫化合物捕集器的例子描述 的診斷。此外，在該例子中描述了運轉，在該情況下在起動事件之后，排氣流通過HC捕 集器被轉移直至排放控制裝置被充分加熱并且達到所需轉化效率。此外，在存儲之后，隨 后通過空氣流過HC捕集器回到發(fā)動機用于燃燒來抽取捕捉的碳氫化合物。抽取氣流可與
燃料箱產生蒸發(fā)性排放碳吸附罐抽取串行或并行。然而，下面的診斷也可應用于多種其他 系統配置和運轉模式。
下面的診斷可應用為功能性或閾值監(jiān)視器中二者之一或全部。功能監(jiān)視器可確定裝 置是否連接并且如期望地作用，而閾值監(jiān)視器可確定排放控制裝置的效率。
一個潛在的劣化模式可包括對HC捕集器內的碳造成的振動和機械損害，例如碳粒可 被破裂并且磨損掉。同樣，如果碳粒破裂并且潛在地消失在排氣管外可降低捕集器的HC捕捉能力。如果足夠多的碳消失或被壓緊并且捕集器的體積不再填充， 一些排氣可旁通過 碳層并且排氣管排放物會增加。因此， 一個方法是使用探測碳體積損失的監(jiān)視器如閾值監(jiān) 視器。
在第一方法中，控制系統可在捕捉和抽取期間測量HC捕集器的出口的溫度。在冷起 動之后，出口處的溫度會隨著排氣系統加熱而增加。這指示系統連接至排氣系統并且用于 轉移氣流至捕集器的閬正在起作用。在氣流被允許旁通過捕集器之后，溫度應該穩(wěn)定，指 示閥已經正確地循環(huán)。溫度的持續(xù)增加可指示捕集器仍然暴露于排氣。在抽取循環(huán)期間， 溫度應該隨著新鮮空氣吸入捕集器內而下降。
在第二方法中，在捕捉或抽取期間，可測量HC捕集器的碳層兩端的壓差作為由于碳 造成的氣流限制出現的指示。對于一定的氣流速度，碳的損失會導致壓差的減小。 一個或 多個壓力傳感器可安裝在HC捕集器的上游和/或下游。
在第三方法中，可使用燃料蒸氣/碳氫化合物傳感器。例如，由于捕集器內的任何劣 化可導致突破通風管27的HC增加，捕集器出口內的HC傳感器在捕捉期間可直接測量捕 集器的效果。作為速度/負荷/火花延遲/溫度和/或自起動起消耗的燃料總量以及由于催化 劑起燃導致的期望的預捕捉HC減少的函數的一些排氣濃度和成分的模型可用于改善閾值 監(jiān)視器的能力?？商娲兀墒褂秒x開捕集器的期望的HC的經驗模型。
在第四方法中，布置在HC捕集器之前和之后的溫度傳感器在捕捉(例如由于吸附) 和抽取(例如脫附)階段期間可提供溫差的指示。溫差也會受在碳層(主要是水和HC) 上吸附或脫附的氣流的百分比影響。在其他例子中，可使用與期望的或估計的值偏離的溫 度。在帶有位于下游的溫度傳感器的排氣系統中使用HC捕集器的例子中，系統可利用推
斷的捕集器出口處的排氣溫度以生成在捕集器出口處的推斷溫度與實際溫度之間的溫差。 隨后系統可基于該溫差診斷吸附功能。此外，由于在溫度估計中的潛在誤差，溫度變化的 確認可基于由溫度傳感器探測的初始溫度,并且隨后在選擇的狀況期間(例如存儲或抽取) 考慮比較測量的溫度上升與估計的溫度上升。同樣注意地是在一些例子中，在選擇狀況下 排氣空燃比傳感器可運轉為溫度傳感器。
在第五方法中，可使用HC捕集器的位置測量值。具體地，為了減小振動損害捕集器 和/或吸附罐內的碳，裝置可包括浮動端板和一個或多個彈簧以在碳上維持一定水平的壓 力。如果盡管釆取這些措施碳還是惡化，體積的減小能夠導致端板位置的改變并且彈簧應 用的力減小。多種探測移動的方法可用于識別碳損失。在一個例子中，這些可包括位置傳 感器、當彈簧延長時可斷裂的細線、如果板移動會打開的接觸件、測量彈簧力的傳感器或 建于彈簧內的應變計類似裝置。
在第六方法中，測量碳層電導率的探針可用于提供會隨著彈簧壓力的損失或碳體積 的減小而增加的阻抗測量值。如果固定的碳層足夠提供用于排氣的旁通路徑，應用于吸附 罐的上部的在兩個接觸面之間的阻抗可顯示較大的增加。在一個例子中，在選擇的狀況期 間(例如在暖機期間或暖機之后)可測量電導率。注意的是包括在本文的示例控制和估計程序可與多種發(fā)動機和/或車輛系統配置使 用。這里描述的具體程序可代表任意數量處理策略(例如事件驅動、中斷驅動、多任務、 多線程等)中的一個或多個。這樣，可以以所說明的順序或并行實現所說明的各種行為、 運轉或功能，或在一些情況下有所省略。同樣，處理的順序也并非達到此處所描述的實施 例所必需的，而只是為了說明和描述的方便。盡管沒有明確說明，可根據使用的具體策略, 可重復實現一個或多個說明的行為或功能。此外，這些附像化表示了編程入發(fā)動機控 制系統中的計算機可讀存儲介質的編碼。
應了解，此處公開的配置與程序實際上為示例性，且這些具體實施例不可認定為限 制，因為可能存在多種變形。例如，上述技術可應用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12、對置4缸、 和其他發(fā)動機類型。本發(fā)明的主旨包括所有多種系統與配置以及其它特征、功能和/或此 處公開的性質的新穎且非顯而易見的組合與子組合。
本申請的權利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和次組合。 這些權利要求可指為"一個"元素或"第一"元素或其等同物。這些權利要求應該了解為 包括一個或多個這種元素的結合，既不要求也不排除兩個或多個這種元素。揭示所公開的 特征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修改現有權利要求或通過在這個 或關聯申請中提出新的權利要求得到主張。這些權利要求，與原始權利要求范圍相比更寬 的、更窄的、相同或不相同，也被認為包括在本發(fā)明主題內。
權利要求
1.一種用于管理車輛的發(fā)動機的排放的系統，所述系統包含包括排放控制裝置的第一排氣道，所述第一排氣道包括下游部分，所述下游部分處于所述排放控制裝置的下游并包括車輛的排氣管；及連接至所述排放控制裝置下游的第一排放排氣道的第二排氣道，所述第二排氣道包括碳氫化合物保持系統，所述碳氫化合物保持系統包括通風管，其中通風管的至少一部分鄰近所述第一排氣道的下游部分的至少一部分定位并與其熱耦合。
2. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，還包含連接在發(fā)動機進氣系統和所述碳 氫化合物保持系統之間的抽取管道。
3. 如權利要求2所述的系統，其特征在于，還包含控制系統，所述控制系統配置用 于在第一狀況期間將排氣傳送至所述第二排氣道以將排氣碳氫化合物存儲于碳氫化合物 保持系統內，并且在第二狀況期間抽取所述碳氣化合物保持系統至發(fā)動機進氣系統。
4. 如權利要求3所述的系統，其特征在于，在抽取期間所述控制系統運轉所述碳氫 化合物保持系統以將新鮮空氣吸入至所述通風管以抽取來自所述碳氫化合物保持系統的 碳氫化合物至所述發(fā)動機進氣系統。
5. 如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述控制系統響應排氣溫度調節(jié)所述抽 取的開始。
6. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，還包含多個閥以選擇性地將排氣傳送至 所述第一排氣道和第二排氣道。
7. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，還包含位于所述第一排氣道內的消聲器。
8. —種用于運轉具有連接至發(fā)動機排氣系統和發(fā)動機進氣系統的碳氫化合物保持系 統的發(fā)動機的方法，所述方法包含在發(fā)動機起動期間，將排氣傳送至所述碳氫化合物保持系統并且經由通風管將排氣 排出至大氣中；當連接在所述排氣系統中的催化排放控制裝置的溫度達到閾值溫度時，將排氣傳送 至大氣并且旁通過所述碳氫化合物保持系統；經由所述通風管用新鮮空氣抽取所述碳氫化合物保持系統至所述發(fā)動機進氣系統；及將熱量從排放控制裝置的下游排氣轉移至所述通風管內的新鮮空氣，而不用在所述 通風管內混合離開所述排放控制裝置的排氣和新鮮空氣。
9. 一種用于運轉具有連接至發(fā)動機排氣系統和發(fā)動機進氣系統的碳氫化合物保持系 統的發(fā)動機的方法，所述方法包含在發(fā)動機起動期間，將排氣傳送至所述碳氫化合物保持系統并且經由通風管將排氣 排出至大氣中，及當連接在所述排氣系統中的催化排放控制裝置的溫度達到闊值溫度時， 將排氣傳送至大氣并且旁通過所述碳氫化合物保持系統；在不同于所述發(fā)動機起動的狀況期間，在所述排放控制裝置的溫度高于所述起燃溫 度的情況下，當碳氫化合物保持系統的溫度低于闊值時將排氣傳送至碳氫化合物保持系 統，所述傳送繼續(xù)直至所述碳氫化合物保持系統達到閾值抽取溫度，并且隨后將排氣傳送 至大氣中，旁通過所述碳氫化合物保持系統并且用新鮮空氣抽取所述碳氫化合物保持系統 至所述發(fā)動機進氣系統。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述碳氫化合物保持系統包括在存儲運 轉期間在排氣流方向上具有逐漸變小的孔尺寸的多個碳氫化合物保持裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于內燃發(fā)動機的碳氫化合物保持系統配置，描述了一種用于管理車輛的發(fā)動機的排放的系統和方法，其中在發(fā)動機起動期間排氣被傳送至碳氫化合物保持裝置，并且被抽取至發(fā)動機進氣歧管。本發(fā)明描述了用于控制運轉和診斷劣化的多種可替代方法。此外，本發(fā)明描述了多種關聯的配置。本發(fā)明可以利用廢氣熱量改善保持在發(fā)動機進氣系統中的碳氫化合物的抽取。
文檔編號F02M25/00GK101614165SQ200910148938
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權日2008年6月26日
發(fā)明者夏恩·埃爾沃特, 詹姆士·邁克爾·克恩茲, 詹森·亞倫·盧佩斯庫, 邁克爾·詹姆士·烏里奇 申請人:福特環(huán)球技術公司