專利名稱：用于改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能的儲存的壓縮空氣管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及機(jī)動車輛工程領(lǐng)域，并且更具體地，涉及機(jī)動車輛發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)氣。
背景技術(shù)：
增壓發(fā)動機(jī)可以提供比相似功率的自然吸氣發(fā)動機(jī)更大的燃料效率和更低的排放。然而，在瞬態(tài)工況期間，增壓發(fā)動機(jī)的功率、燃料效率和排放控制性能可能受到損害。這些瞬態(tài)工況可以包括急劇地增加或減少發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或質(zhì)量空氣流量。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷急劇地增加時，渦輪增壓器壓縮機(jī)可能要求增加的扭矩來傳遞增加的氣流。然而，如果驅(qū)動壓縮機(jī)的渦輪沒有完全加速，則不可能得到這樣的扭矩。因此，在進(jìn)氣流建立到所要求的水平之前，可能發(fā)生不期望的功率滯后。之前已經(jīng)意識到渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以適于儲存壓縮空氣并且適于使用被儲存的壓縮空氣來補(bǔ)充來自渦輪增壓器壓縮機(jī)的空氣充氣。因此，美國專利號5，064，423的專利描述了這樣一種系統(tǒng)當(dāng)不充足的壓縮空氣可從渦輪增壓器壓縮機(jī)得到時，壓縮空氣被儲存在增壓燃料箱(boost tank)中并被分配。然而，發(fā)明人在本文中已經(jīng)意識到在減少發(fā)動機(jī)負(fù)荷期間可能發(fā)生其它瞬態(tài)控制問題。例如，當(dāng)增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的節(jié)流閥關(guān)閉時，節(jié)流閥上游的壓縮空氣充氣被釋放到大氣以避免壓縮機(jī)喘振。例如，這可以通過開啟壓縮機(jī)旁通閥來進(jìn)行。然而，這些動作削弱了燃料效率，因?yàn)楫?dāng)空氣被釋放到大氣時，用來壓縮空氣充氣的機(jī)械能被浪費(fèi)了。此外，在配備有低壓(LP)排氣再循環(huán)(EGR)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，僅開啟旁通閥不可能充分地準(zhǔn)備發(fā)動機(jī)低負(fù)荷操作。這是因?yàn)樵谥懈哓?fù)荷操作期間，進(jìn)氣充氣將被排氣稀釋。當(dāng)節(jié)流閥關(guān)閉時，這些排氣保持被捕集在節(jié)流閥后面。然而，在關(guān)閉節(jié)流閥的工況期間，可能要求未被稀釋的新鮮空氣用于可靠燃燒。因此，即使應(yīng)用美國專利號5，064，423的專利中的方法，在關(guān)閉節(jié)流閥工況期間仍可能發(fā)生燃燒不穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人在本文中進(jìn)一步意識到適當(dāng)配置的壓縮空氣管理系統(tǒng)能夠被用來解決上述兩個瞬態(tài)控制問題，因此，一個實(shí)施例提供了用于提供空氣到發(fā)動機(jī)燃燒室的方法，所述發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)和被可選擇地連接到進(jìn)氣歧管的增壓燃料箱。該方法包括基于發(fā)動機(jī)工況改變在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量，并將在增壓燃料箱中增壓的空氣排放到進(jìn)氣歧管。這樣，在節(jié)流閥關(guān)閉工況和節(jié)流閥開啟工況期間，含有合適的相對數(shù)量的排氣的空氣可以被儲存并且之后被供應(yīng)到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣。例如，通過改變儲存的空氣中的排氣的相對數(shù)量，可能提供儲存的氣體的期望混合物，儲存的氣體的期望混合物可能不同，這取決于在開啟節(jié)流閥工況或關(guān)閉節(jié)流閥工況期間氣體是否被使用。根據(jù)一個方面，方法被用于提供空氣到發(fā)動機(jī)的燃燒室，發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)和被可選擇地連接到進(jìn)氣歧管的增壓燃料箱。該方法包括給空氣增壓并將其儲存在增壓燃料箱中；并且將儲存在增壓燃料箱中的一些空氣排出到進(jìn)氣歧管，同時關(guān)閉節(jié)流閥。在一個實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于節(jié)流閥開口將儲存在增壓燃料箱中的一些空氣排出到進(jìn)氣歧管。在另一個實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于節(jié)流閥開口將儲存在增壓燃料箱中的一些空氣排出到進(jìn)氣歧管，其中給空氣增壓并將其儲存在增壓燃料箱中包括基于發(fā)動機(jī)工況改變在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量。在另一個實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于節(jié)流閥開口將儲存在增壓燃料箱中的一些空氣排出到進(jìn)氣歧管，其中給空氣增壓并將其儲存在增壓燃料箱中包括基于發(fā)動機(jī)工況改變在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量，并且改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括在較低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間儲存具有較大的相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣，并在較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間儲存具有較低的相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣。在另一個實(shí)施例中，給空氣增壓并將其儲存在增壓燃料箱中包括當(dāng)壓縮機(jī)的流出物中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量在閾值以下時增壓并儲存。根據(jù)另一個方面，系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和進(jìn)氣歧管，壓縮機(jī)被流控地連接到節(jié)流閥、被機(jī)械地連接到排氣驅(qū)動渦輪并被配置成接受從渦輪下游捕集的排氣進(jìn)入，進(jìn)氣歧管被流控地連接到節(jié)流閥并被可選擇地連接到增壓燃料箱。在一個實(shí)施例中，壓力恢復(fù)錐(pressure recovery cone)被流控地連接在增壓燃料箱與進(jìn)氣歧管之間。在另一個實(shí)施例中，旁通閥和固定限流器被串聯(lián)地連接在壓縮機(jī)進(jìn)口與壓縮機(jī)出口之間。在另一個實(shí)施例中，旁通閥和固定限流器被串聯(lián)地連接在壓縮機(jī)進(jìn)口與壓縮機(jī)出口之間，并且限流器包括層流元件。將被理解的是，提供以上概述以簡化的形式介紹在隨后的具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的一系列概念。這并不意味著指定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍通過隨附于說明書的權(quán)利要求限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決本文提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


圖1示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的多個方面；圖2是根據(jù)本公開的實(shí)施例的壓縮機(jī)增壓_流速的圖示；圖3和圖4示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的其它示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的多個方圖5-7示意性地示出了根據(jù)本公開的不同實(shí)施例的具有用于排出冷凝物的條件的示例增壓燃料箱的多個方面；圖8說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的選擇用于在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的增壓燃料箱中填充壓縮空氣的源的示例方法；圖9說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于基于駕駛員的要求、冷起動排放減少 (CSER)和減速燃料切斷(DFSO)來操作發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的壓力泵的示例方法圖10說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于基于真空有效性和壓縮空氣要求來控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的可配置的真空/壓力泵的示例方法；圖11說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的增壓燃料箱供應(yīng)壓縮空氣的示例方法；圖12說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于響應(yīng)于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的節(jié)流閥關(guān)閉的示例方法；圖13說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于調(diào)整到被連接到主節(jié)流閥和輔助節(jié)流閥的進(jìn)氣歧管的空氣供應(yīng)的示例方法；圖14說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于通過發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的節(jié)流閥提供單向氣流的方法圖15說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于以車輛乘客不太可能注意的方式排空車輛的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的壓縮空氣增壓燃料箱的示例方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在通過示例并參考一些說明性實(shí)施例的方式描述本公開的主題。在一個或更多個實(shí)施例中基本相同的組件、處理步驟和其它元件被同等標(biāo)識，并最少重復(fù)地介紹。然而， 將被注意的是，被同等標(biāo)識的元件還可以在某種程度上不同。將被進(jìn)一步注意的是，本公開中包括的附圖是示意性的，并且一般沒有按比例制圖。更確切地，圖中所示的各種圖形比例、長寬比和組件的數(shù)量可能被故意失真以使一些特征或關(guān)系更容易看見。圖1示意性地示出了一個實(shí)施例中的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的多個方面。在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器12被引入并流到壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)可以是任意合適的進(jìn)氣壓縮機(jī)，例如，馬達(dá)驅(qū)動的或驅(qū)動軸驅(qū)動的機(jī)械增壓器壓縮機(jī)。然而，在發(fā)動機(jī)系統(tǒng) 10中，壓縮機(jī)是被機(jī)械地連接到渦輪16的渦輪增壓器壓縮機(jī)，渦輪由膨脹的發(fā)動機(jī)排氣驅(qū)動。在一個實(shí)施例中，壓縮機(jī)和渦輪可以被連接在雙渦流渦輪增壓器內(nèi)。在另一個實(shí)施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(VGT)，渦輪幾何作為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)而主動地變化。如圖1所示，壓縮機(jī)14通過增壓空氣冷卻器18連接到節(jié)流閥20 ；節(jié)流閥被連接到進(jìn)氣歧管22。壓縮空氣充氣從壓縮機(jī)流過增壓空氣冷卻器和節(jié)流閥到進(jìn)氣歧管。例如，增壓空氣冷卻器可以是空氣-空氣熱交換器或空氣-水熱交換器。在圖1所示的實(shí)施例中， 進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣充氣的壓力由歧管空氣壓力(MAP)傳感器24感測。在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，壓縮機(jī)旁通閥26和固定限流器28被串聯(lián)地連接在壓縮機(jī)14 的進(jìn)口與出口之間。壓縮機(jī)旁通閥可以是被配置成在選擇的工況下開啟以減小過剩的增壓的常閉閥。例如，壓縮機(jī)旁通閥可以在減小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的工況期間被開啟以避免壓縮機(jī)喘振。在一個實(shí)施例中，壓縮機(jī)旁通閥26可以是具有完全開啟狀態(tài)和完全關(guān)閉狀態(tài)的雙態(tài)閥。因此，如圖1所示，固定限流器28與壓縮機(jī)旁通閥串聯(lián)連接。在一個實(shí)施例中，固定限流器可以是孔口型限流器；在另一個實(shí)施例中，固定限流器可以是包括一個或更多個層流元件的層流型限流器。在兩種情況下，固定限流器均可以被配置使得當(dāng)壓縮機(jī)旁通閥被開啟時，充分的氣流從出口被排出到進(jìn)口以防止喘振，同時還允許一些增壓積聚在出口處。因此，固定限流器的尺寸可以被選擇以盡可能多地保持壓縮機(jī)14下游的壓力(用于快速復(fù)壓)，但保持壓縮機(jī)避開喘振工況。參考圖2，這個假設(shè)在下面被進(jìn)一步考慮。
圖2示出了示例渦輪增壓器壓縮機(jī)的增壓-容積流率的示例圖示。該圖示示出了在60，000轉(zhuǎn)/分到200，000轉(zhuǎn)/分的范圍變化的常量壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的七個曲線段。與七個曲線段相交的是被標(biāo)有喘振線、孔口和層流元件的線。標(biāo)有孔口的線示出了用給定尺寸的孔口型固定限流器分流壓縮機(jī)的結(jié)果。圖示顯示了被連接在旁通流中的這種限流器使能在增壓積聚的同時保持與壓縮機(jī)的喘振線的安全距離。通過孔口型限流器，流速以增壓的平方根變化。相反，喘振線可以表現(xiàn)出增壓與流速之間幾乎線性的關(guān)系。因此，建議使用孔口型限流器，該孔口型限流器的尺寸被設(shè)計(jì)為如果在高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下避免了喘振，則所述孔口型限流器在適度的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下遠(yuǎn)離喘振線。這種情況管理增壓和流速以避免喘振，且當(dāng)旁通閥開啟時保留了一些增壓。相比之下，如圖2中標(biāo)有層流的線所示，層流元件提供了改進(jìn)的特性。通過層流元件，流速隨增壓線性地變化。因此，固定層流型限流器能夠被選擇為在壓縮機(jī)的絕大部分運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍上更接近地跟蹤喘振線。如此后進(jìn)一步描述的，在旁通工況下增加空氣壓縮率在壓縮空氣被儲存以便后面使用的實(shí)施例中可以是有利的?，F(xiàn)在回到圖1，進(jìn)氣歧管22通過一系列進(jìn)氣閥32被連接到一系列燃燒室30。燃燒室經(jīng)由一系列排氣閥34被進(jìn)一步連接到一個或更多個排氣歧管部分。在圖1所說明的實(shí)施例中，排氣歧管部分36A和36B被示出。其它實(shí)施例可以包括更多或更少的排氣歧管部分。如此后進(jìn)一步描述的，具有多于一個排氣歧管部分的配置使來自不同燃燒室的流出物能被引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的不同位置。在一個實(shí)施例中，排氣閥和進(jìn)氣閥中的每一個可以被電子致動或控制。在另一個實(shí)施例中，排氣閥和進(jìn)氣閥中的每一個可以被凸輪致動或控制。無論電子致動或凸輪致動， 為了期望的燃燒和排放控制性能，排氣和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉的正時可以按需要被調(diào)節(jié)。 特別地，閥正時可以被調(diào)節(jié)為使得當(dāng)來自之前的燃燒的受控?cái)?shù)量的排氣存在于一個或更多個燃燒室中時，燃燒被啟動。這些被調(diào)節(jié)的閥正時可以使“內(nèi)部EGR”模式有助于在選擇的工況下降低峰值燃燒溫度。在一些實(shí)施例中，除了此后描述的“外部EGR”模式，被調(diào)節(jié)的閥正時均可以被使用。圖1示出了電控系統(tǒng)38，其可以是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10被安裝在其中的車輛的任意電控系統(tǒng)。在至少一個進(jìn)氣閥或排氣閥被配置成根據(jù)可調(diào)節(jié)的正時開啟和關(guān)閉的實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)的正時可以經(jīng)由電控系統(tǒng)控制以調(diào)整在點(diǎn)火期間存在于燃燒室中的排氣量。電控系統(tǒng)還可以被配置成在需要時命令發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的各種其它電子致動閥的開啟、關(guān)閉和/或調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)本文描述的任何控制功能，所述電子致動閥例如為節(jié)流閥、壓縮機(jī)旁通閥、廢氣門、EGR閥和截止閥。此外，為了估計(jì)與發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的控制功能有關(guān)的工況，電控系統(tǒng)可以被可操作地連接到被布置在整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的多個傳感器流量傳感器、溫度傳感器、踏板位置傳感器、壓力傳感器等。繼續(xù)在圖1中，燃燒室30可以被供應(yīng)一種或更多種燃料汽油、醇類、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。燃料可以經(jīng)由直接噴射、進(jìn)氣道噴射、節(jié)流閥體噴射或其任意組合被供應(yīng)到燃燒室。在燃燒室中，燃燒可以經(jīng)由火花點(diǎn)火和/或任意變化的壓縮點(diǎn)火而被啟動。在燃料通過直接噴射被供應(yīng)的實(shí)施例中，在選擇的工況期間，不同的燃燒室30可以被充入不等量的燃料。例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10可以被配置為DFSO模式，在DFSO模式中，一些燃燒室沒有接收到燃料，并且僅泵取允許通過它們各自進(jìn)氣閥進(jìn)入的空氣。在這些工況下，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以被配置成儲存由沒有被補(bǔ)充燃料的燃燒室泵取并由此被壓縮的空氣。 因此，圖1示出了被連接到排氣歧管部分36B的雙向閥40。當(dāng)被連接到排氣歧管部分36B 的燃燒室由于DFSO操作而沒有被補(bǔ)充燃料時，雙向閥可以被布置成引導(dǎo)燃燒室的流出物 (即，泵取的壓縮空氣)到能夠儲存空氣的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的位置(參見下文)。這樣，發(fā)動機(jī)的一個或更多個沒有被補(bǔ)充燃料的燃燒室可以被用作空氣泵，即此后描述的其它空氣泵的功能等價物。在其它工況下，當(dāng)被連接到排氣歧管部分36B的燃燒室被補(bǔ)充燃料時，雙向閥可以被布置成引導(dǎo)燃燒室的流出物到渦輪16。如圖1所示，來自一個或更多個排氣歧管部分的排氣被引導(dǎo)到渦輪16以驅(qū)動渦輪。當(dāng)期望減小的渦輪扭矩時，一些排氣反而可以被引導(dǎo)通過廢氣門42，旁通渦輪。之后， 來自渦輪和廢氣門的混合流流過排氣后處理階段44。排氣后處理階段的性質(zhì)、數(shù)量和布置在本公開的不同實(shí)施例中可以不同。通常，一個或更多個排氣后處理階段可以包括一個或更多個排氣后處理催化劑，排氣后處理催化劑被配置成催化地處理排氣流，并由此還原排氣流中大量的一種或更多種物質(zhì)。例如，一個排氣后處理催化劑可以被配置成當(dāng)排氣流稀時捕集來自排氣流的N0X，并且當(dāng)排氣流富時還原被捕集的N0X。在其它示例中，排氣后處理催化劑可以被配置成不成比例的NOx或借助于還原劑來可選地還原N0X。在其它示例中，排氣后處理催化劑可以被配置成氧化排氣流中剩余的碳?xì)浠衔锖?或一氧化碳。具有任意這種功能的不同的排氣后處理催化劑可以被單獨(dú)或一起布置在中間層(wash coat)中或排氣后處理階段的其它地方。在一些實(shí)施例中，排氣后處理階段可以包括被配置成捕集并氧化排氣流中的碳煙微粒的可再生碳煙過濾器。繼續(xù)在圖1中，來自排氣后處理階段44的所有或部分被處理的排氣可以經(jīng)由排氣管46被釋放到大氣中，消聲器48也被連接在排氣管46中。然而，基于工況，一些被處理的排氣反而可以經(jīng)過EGR冷卻器50和EGR閥52被傳遞到壓縮機(jī)14的進(jìn)口。這樣，壓縮機(jī)被配置成允許從渦輪16的下游捕集的排氣進(jìn)入。為了期望的燃燒和排放控制性能，EGR閥可以被開啟以允許受控?cái)?shù)量的冷卻排氣進(jìn)入到壓縮機(jī)進(jìn)口。由此，除了上述內(nèi)部EGR之外， 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10適于提供外部的低壓(LP)EGR。除了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中相對長的LP EGR流徑之外，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動將非常均勻的排氣提供到進(jìn)氣充氣中。此外，EGR開始點(diǎn)(take-off point)和混合點(diǎn)的布置提供了針對增加的可用EGR質(zhì)量和改善的性能的非常有效的排氣冷卻；如圖1所示，被再循環(huán)的排氣穿過排氣后處理裝置44、EGR冷卻器50以及增壓空氣冷卻器18。在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，壓縮機(jī)14是被壓縮的進(jìn)氣的主要來源，但在一些工況下，來自壓縮機(jī)的可用的進(jìn)氣量可能是不充足的。這些工況包括急劇地增加發(fā)動機(jī)負(fù)荷的時期， 例如起動之后、踩加速器踏板(tip-in)時或退出DFSO時。此外，由壓縮機(jī)供應(yīng)的進(jìn)氣充氣不可能總是非常適于改變發(fā)動機(jī)負(fù)荷工況。例如，在需要新鮮空氣的工況下，進(jìn)氣充氣可以用EGR高度稀釋。例如，這些工況包括突然關(guān)閉節(jié)流閥和/或松開加速器踏板。鑒于上面提及的問題，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括增壓燃料箱M。增壓燃料箱可以是被配置成儲存壓縮空氣以便以后排出的合適尺寸的任意存儲器。在一個實(shí)施例中，增壓燃料箱可以被配置成在由壓縮機(jī)14產(chǎn)生的最大壓力下儲存空氣。各種進(jìn)口、出口和傳感器可以被連接到增壓燃料箱。在圖1所示的實(shí)施例中，壓力傳感器56被連接到增壓燃料箱并被配置成響應(yīng)增壓燃料箱內(nèi)的空氣壓力。
在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，增壓燃料箱54被可選擇地連接到進(jìn)氣歧管22。更特別地，增壓燃料箱被配置成經(jīng)由增壓燃料箱排放閥60將壓縮空氣排出到進(jìn)氣歧管。增壓燃料箱排放閥可以是常閉閥，當(dāng)期望氣流從增壓燃料箱到進(jìn)氣歧管時，增壓燃料箱排放閥被命令開啟。在圖1所示的實(shí)施例中，壓力恢復(fù)錐58被流控地連接在增壓燃料箱與進(jìn)氣歧管之間。 因此，壓縮空氣從增壓燃料箱排出時被引導(dǎo)通過壓力恢復(fù)錐。壓力恢復(fù)錐可以是具有垂直于流動方向逐漸增加的橫截面積的管的任意部分。壓力恢復(fù)錐可以被安裝在增壓燃料箱與進(jìn)氣歧管之間的任何位置，并且如果需要可以被彎曲成曲線(如，鸚鵡螺)形狀以有效填充。與具有恒定橫截面積的相同長度的管相比，通過抑制流從管壁分離，壓力恢復(fù)錐在流動狀態(tài)期間將流動能量轉(zhuǎn)換回壓力能量。在一個實(shí)施例中，壓力恢復(fù)錐58可以具有15度的錐角，并且可以將壓縮空氣的流速從200米/秒減小到50米/秒?；诹黧w動力學(xué)的已知原理，流速的這種減小可以將最初被增壓到200千帕的空氣壓力保持在47千帕。在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，平自增壓燃料箱54的壓縮空氣被傳遞到節(jié)流閥20的下游。 在一些情況下，當(dāng)節(jié)流閥被至少部分開啟時，壓縮空氣可以被傳遞。因此，止回閥60可以被連接到節(jié)流閥的上游并定向?yàn)榉乐雇ㄟ^節(jié)流閥從增壓燃料箱后面釋放壓縮空氣。在其它實(shí)施例中，止回閥可以被省略，并且采取其它措施來防止通過節(jié)流閥倒流(參見下文)。如上所述，由在DFSO期間未加燃料的發(fā)動機(jī)燃燒室泵取空氣提供了一種用壓縮空氣填充增壓燃料箱54的方式。在圖1所示的實(shí)施例中，可以定向雙向閥40以使來自一個或更多個未加燃料的汽缸的流出物流過止回閥62并進(jìn)入增壓燃料箱中。止回閥允許來自排氣歧管部分36B的壓縮空氣被儲存在增壓燃料箱中，但阻止被儲存的壓縮空氣流回排氣歧管部分。渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)仍可以包括其它結(jié)構(gòu)以使增壓燃料箱能夠在選擇的工況下被填充。例如，在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，增壓燃料箱54經(jīng)由止回閥64被連接到壓縮機(jī)14。止回閥允許來自壓縮機(jī)的壓縮空氣在高節(jié)流閥-進(jìn)口壓力(TIP)的工況下流到增壓燃料箱中并被儲存在其中，但止回閥阻止被儲存的壓縮空氣在低TIP工況下流回壓縮機(jī)。增壓燃料箱54經(jīng)由止回閥68被進(jìn)一步連接到空氣泵66。當(dāng)空氣泵的出口壓力較高時，這個止回閥允許來自空氣泵的壓縮空氣流入并儲存在增壓燃料箱中，但是當(dāng)出口壓力較低時，止回閥阻止被儲存的壓縮空氣流回空氣泵。空氣泵66實(shí)際上可以是發(fā)動機(jī)系統(tǒng) 10被安裝在其中的車輛的任意空氣泵。在一個實(shí)施例中，空氣泵可以由電動馬達(dá)驅(qū)動。在另一個實(shí)施例中，空氣泵可以由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的曲軸或其它轉(zhuǎn)動軸或往復(fù)運(yùn)動的軸驅(qū)動。在另一個實(shí)施例中，空氣泵可以由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)被安裝在其中的車輛的車輪驅(qū)動。在另一個實(shí)施例中，空氣泵可以是排氣驅(qū)動或壓縮機(jī)驅(qū)動的壓力放大器，即氣流驅(qū)動的空氣壓縮機(jī)。在圖1所說明的特定實(shí)施例中，空氣泵66經(jīng)由止回閥72被進(jìn)一步連接到發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的真空歧管70。因此，空氣泵66可以被配置成在一些工況下操作為真空泵并且在其它工況下操作為壓力泵。在兩種工況期間，空氣泵被操作以便將空氣從被連接到止回閥 72的一側(cè)推動到被連接到止回閥68的一側(cè)。對于真空操作，截止閥74被開啟，并且截止閥76被關(guān)閉。真空歧管由此被抽空，為制動和其它車輛操作提供真空。在此配置中，空氣泵在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)上呈現(xiàn)出最小機(jī)械負(fù)荷或電負(fù)荷。對于壓力操作，截止閥76被開啟，并且截止閥74被關(guān)閉。增壓燃料箱54由此被從空氣凈化器12放出的空氣增壓。圖3示意性地示出了一個實(shí)施例中的另一個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)78的多個方面。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)78與發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的不同之處在于，增壓燃料箱54被連接到節(jié)流閥20的上游而不是節(jié)流閥20的下游。因此，進(jìn)入進(jìn)氣歧管的氣流以同樣的方式被控制，無論TIP被如何建立(來自增壓燃料箱的被儲存的壓縮空氣或在高TIP工況下直接來自壓縮機(jī)14的壓縮空氣)。圖4示意性地示出了一個實(shí)施例中的另一個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)80的多個方面。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)80與發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的不同之處在于增壓燃料箱54經(jīng)由空氣噴射器82連接到壓力恢復(fù)錐58?？諝鈬娚淦骶哂薪?jīng)由增壓燃料箱排放閥60連接到增壓燃料箱的主要進(jìn)口、被連接到進(jìn)氣歧管22的出口和被布置得偏離主要流動的第二進(jìn)口。當(dāng)空氣從主要進(jìn)口流經(jīng)到達(dá)出口時，在第二進(jìn)口處產(chǎn)生部分真空，使得額外的空氣被引入并從出口排出。盡管被提供到進(jìn)氣歧管的空氣充氣在壓力上低于從增壓燃料箱排出的空氣，但傳遞的總空氣質(zhì)量可能明顯更大。以這種方式使用空氣噴射器在具有增壓燃料箱的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中提供了至少兩個優(yōu)點(diǎn)。首先，增壓燃料箱的體積可以被減小以節(jié)約空間，同時保持可用增壓的總量。其次，鑒于增壓燃料箱更小的體積，填充增壓燃料箱所要求的時間可以被減少。空氣噴射器82的第二進(jìn)口可以被連接到空氣凈化器12或近乎任意其它空氣源。 然而，在圖4所示的實(shí)施例中，空氣噴射器的第二進(jìn)口經(jīng)由與止回閥86和增壓空氣冷卻器 88串聯(lián)的輔助節(jié)流閥84被連接到壓縮機(jī)14的出口。例如，增壓空氣冷卻器可以是任意合適的空氣_空氣或空氣_水熱交換器。這樣，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)80適于利用壓縮空氣從增壓燃料箱引入時已經(jīng)積聚在壓縮機(jī)出口處的任何增壓水平。在其它實(shí)施例中，輔助節(jié)流閥可以被連接在空氣噴射器的出口與進(jìn)氣歧管之間而不是第二進(jìn)口的上游。上面的示例強(qiáng)調(diào)了保持增壓燃料箱中高空氣壓力對響應(yīng)瞬態(tài)工況的靈活性的重要性。增加增壓燃料箱中空氣壓力的另一種方式是在增壓燃料箱中隨壓縮空氣引入少量揮發(fā)性液體燃料。揮發(fā)性燃料的蒸發(fā)將增加燃料箱內(nèi)的總氣壓，進(jìn)一步壓縮儲存的空氣。在上述各種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中和在與本公開完全一致的其它發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，給增壓燃料箱中的空氣或空氣/排氣混合物增壓可能引起水蒸氣凝結(jié)在增壓燃料箱內(nèi)部。因此，如圖5所示，排放閥90被連接到增壓燃料箱54。在需要時排放閥可以被開啟以從增壓燃料箱排放出冷凝物。冷凝物可以以液體的形式被排放到車輛下面的路面上，或者冷凝物可以被引導(dǎo)到車輛的排氣系統(tǒng)，被蒸發(fā)并作為蒸汽排放。在一個實(shí)施例中，排放閥可以是被配置成在電控系統(tǒng)38的命令下開啟的電子控制的常閉閥。如此后進(jìn)一步描述的，電控系統(tǒng)可以被配置成在冷凝物被解凍并且排放事件不可能被車輛乘客注意的時候命令排放出冷凝物。更特別地，電控系統(tǒng)可以被配置成延遲開啟排放閥直到車輛中的噪聲或速度水平在閾值以上并且冷凝物被解凍(或預(yù)示要被解凍)。這樣，可能在產(chǎn)生合適的排放機(jī)會之前，大量冷凝物可以積聚在增壓燃料箱中。因此，圖5示出了被布置在增壓燃料箱54內(nèi)的擋板92。擋板被配置成限制增壓燃料箱中冷凝物的運(yùn)動，即，限制冷凝物在增壓燃料箱內(nèi)部可以飛濺的程度。這樣，擋板可以減少與增壓燃料箱有關(guān)的不受歡迎的噪聲水平。圖5還示出了被布置在增壓燃料箱54和排放閥90附近的電阻加熱元件94。在一個實(shí)施例中，電阻加熱元件可以被布置得與排放閥、增壓燃料箱和增壓燃料箱內(nèi)的冷凝物之中的一個或更多個熱連通。電阻加熱元件被可操作地連接到電壓源96，電壓源96可以是增壓燃料箱被安裝在其中的車輛的任意合適的電壓源。在一個實(shí)施例中，電壓源可以是電網(wǎng)，當(dāng)停車、補(bǔ)給燃料或維修時車輛被連接到電網(wǎng)。在另一個實(shí)施例中，電壓源可以是與車輛電池聯(lián)接的可切換的電壓源。此外，電壓源可以在必要時在電控系統(tǒng)38的命令下被開啟或關(guān)閉以確保排放閥和冷凝物在意圖排放的時刻被解凍。圖6和圖7所示的實(shí)施例與圖5的實(shí)施例的不同在于熱量被供應(yīng)到冷凝物和排放閥。在圖6所示的實(shí)施例中，冷卻液管道97被布置在增壓燃料箱54和排放閥90附近。冷卻液管道被配置成循環(huán)發(fā)動機(jī)冷卻液通過熱交換器98，熱交換器98可以是包括增壓燃料箱的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的散熱器。在圖7所示的實(shí)施例中，排氣管46被布置在增壓燃料箱和排放閥附近。這些實(shí)施例中所示的管道可以被布置得與排放閥、增壓燃料箱和增壓燃料箱內(nèi)的冷凝物之中的一個或更多個熱連通。這些管道的連續(xù)加熱或受控的間斷加熱可以確保排放閥和增壓燃料箱中的冷凝物在意圖排出的時刻被解凍。上述配置使用于提供空氣到發(fā)動機(jī)燃燒室的各種方法成為可能。因此，現(xiàn)在通過示例的方式繼續(xù)參考以上配置描述一些這樣的方法。然而，將被理解的是此處描述的方法和完全在本公開的范圍內(nèi)的其它方法可以經(jīng)由其它配置同樣成為可能。此處陳述的方法包括經(jīng)由被布置在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的一個或更多個傳感器實(shí)現(xiàn)的各種測量和/或感測事件。方法還包括在被可操作地連接到傳感器的電控系統(tǒng)中可以被實(shí)現(xiàn)的各種計(jì)算、比較和決策事件。方法進(jìn)一步包括電控系統(tǒng)可以響應(yīng)于決策事件可選擇地命令的各種硬件致動事件。在上述配置中，用于填充增壓燃料箱的壓縮空氣可以在一些工況下經(jīng)由渦輪增壓器壓縮機(jī)被供應(yīng)并且在其它工況下經(jīng)由一個或更多個空氣泵被供應(yīng)。這些配置能夠控制隨壓縮空氣儲存的排氣的相對數(shù)量，因?yàn)閬碜詨嚎s機(jī)的空氣可以用EGR稀釋，而來自空氣泵的空氣通常將不被稀釋。此外，儲存在增壓燃料箱中的空氣可以響應(yīng)于至少兩個工況被排放踩加速器踏板工況和松開加速器踏板工況，在踩加速器踏板工況中，節(jié)流閥突然開啟并且壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)太慢而不能提供期望的MAP;在松開加速器踏板工況中，節(jié)流閥突然關(guān)閉并且可用的空氣充氣具有多于能夠被容忍的排氣。在一些實(shí)施例中，從增壓燃料箱供應(yīng)的空氣中的排氣的期望相對數(shù)量在這兩種工況下可以不同。特別地，可以期望響應(yīng)于踩加速器踏板所供應(yīng)的空氣比響應(yīng)于松開加速器踏板所供應(yīng)的空氣包含更多的排氣。解決這個問題的一種方式是當(dāng)儲存的空氣稍后被排放時，用空氣或用空氣-排氣的混合物以期望工況的方式搶先填充增壓燃料箱。因此，圖8示出了用于基于發(fā)動機(jī)工況選擇用于填充增壓燃料箱的源的示例方法 100。該方法依賴于前提當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開始較高時踩加速器踏板可能發(fā)生并且當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開始較低時松開加速器踏板可能發(fā)生。因此，該方法在相對低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下以來自壓縮機(jī)的被EGR稀釋的空氣填充增壓燃料箱，并在相對高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下以來自空氣泵的新鮮空氣填充增壓燃料箱。這樣，在增加節(jié)流閥開口之前，增壓燃料箱用具有第一相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣增壓；當(dāng)節(jié)流閥開口增加時這些空氣可以從增壓燃料箱排放。此外，在減小節(jié)流閥開口之前，增壓燃料箱可以用具有較低的第二相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣增壓；當(dāng)節(jié)流閥開口被減小時這些空氣可以從增壓燃料箱排放。因此，在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量可以基于發(fā)動機(jī)工況而變化。方法100開始于步驟102處，在步驟102處發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速被感測。通過詢問響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的任意發(fā)動機(jī)系統(tǒng)傳感器或其替代物，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以被感測。這些傳感器可以包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、質(zhì)量空氣流量傳感器等。之后該方法進(jìn)行到步驟104處，在步驟104處確定發(fā)動機(jī)是否處于低轉(zhuǎn)速區(qū)域。低轉(zhuǎn)速區(qū)域可以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在怠速以上但在第一閾值以下的任意區(qū)域。這樣，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的EGR閥可以至少部分地開啟，并且在低轉(zhuǎn)速區(qū)域中壓縮機(jī)可以引入至少一些排氣。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于第一閾值時，不可能需要儲存的增壓來置換來自進(jìn)氣的被排氣稀釋的空氣，但更可能需要儲存的增壓來避免渦輪滯后。如果確定發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速區(qū)域，則所述方法進(jìn)行到步驟106處，在步驟106處，渦輪增壓器壓縮機(jī)的流出物被允許進(jìn)入增壓燃料箱(被接受到增壓燃料箱)并被儲存在增壓燃料箱中。在接受這些空氣期間或在接受這些空氣之前，調(diào)整流到渦輪增壓器壓縮機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣流的EGR閥可以被調(diào)節(jié)。在一個實(shí)施例中，在節(jié)流閥關(guān)閉期間這些流出物可以被允許進(jìn)入/被接受。并且在合適的限流器(例如限流器28)被包括在壓縮機(jī)旁路中的實(shí)施例中，甚至當(dāng)壓縮機(jī)的旁通閥開啟并且當(dāng)空氣流過旁路時，儲存可以繼續(xù)。在一個實(shí)施例中，注入閥可以被開啟(主動地或被動地)以允許空氣進(jìn)入增壓燃料箱/接受空氣到增壓燃料箱。然而，如果在步驟104處確定發(fā)動機(jī)不在低轉(zhuǎn)速區(qū)域中，則所述方法進(jìn)行到步驟 108，在步驟108處確定發(fā)動機(jī)是否處于高轉(zhuǎn)速區(qū)域。高轉(zhuǎn)速區(qū)域可以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在高于第一閾值的第二閾值以上的任意區(qū)域。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在第二閾值以上時，不可能需要儲存的增壓來避免渦輪滯后，但更可能需要儲存的增壓來置換來自進(jìn)氣的被排氣稀釋的空氣。因此，如果確定發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)域中，則所述方法進(jìn)行到步驟110，在步驟110處， 來自不同于渦輪增壓器壓縮機(jī)的空氣泵的空氣被允許進(jìn)入增壓燃料箱。在步驟106、步驟 108或步驟110之后，方法100返回。在其它實(shí)施例中，來自壓縮機(jī)和空氣泵的被允許進(jìn)入的空氣的相對數(shù)量以及EGR 閥的開啟量可以以任意方式改變，以使得在較低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間具有更大相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣被儲存，并且在較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間具有較低相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣被儲存。例如，在一個實(shí)施例中，當(dāng)壓縮機(jī)的流出物中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量在閾值以下時，渦輪增壓器壓縮機(jī)的流出物可以增壓并被儲存在增壓燃料箱中。這些空氣可以被儲存在增壓燃料箱中，并在節(jié)流閥關(guān)閉期間被排放。以上方法僅說明了很多預(yù)期實(shí)施例中的一個，在預(yù)期實(shí)施例中，基于發(fā)動機(jī)工況決定允許來自渦輪增壓器壓縮機(jī)或來自空氣泵的空氣進(jìn)入。設(shè)想用于確定是否操作空氣泵、如何操作空氣泵以及在何種水平操作空氣泵并由此使壓縮空氣可用于允許進(jìn)入增壓燃料箱的其它方法。圖9中說明了一個這種方法。圖9說明了用于基于如駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求、CSER、DFSO和車輛是否被連接到外部電網(wǎng)等這些因素來操作空氣泵的示例方法112。該方法開始于步驟114，在步驟114處確定車輛是否被接入外部電網(wǎng)。如果車輛被接入外部電網(wǎng)，則方法進(jìn)行到步驟116，在步驟 116處空氣泵被操作。在泵的操作水平可以從多個操作水平中選擇的實(shí)施例中，當(dāng)車輛被接入外部電網(wǎng)時，泵可以運(yùn)行在最大水平。(取決于被考慮的特定實(shí)施例，空氣泵的操作水平可以對應(yīng)于泵取速度、增壓、氣流、空氣泵存在的機(jī)械負(fù)荷或電負(fù)荷、在DFSO期間沒有被補(bǔ)充燃料的燃燒室的數(shù)量等。)因此，基于同定電網(wǎng)電源的可用性，空氣泵的流出物可以被允許可選擇地進(jìn)入增壓燃料箱。在另一個實(shí)施例中，當(dāng)再生制動產(chǎn)生超過車輛電池能夠接受的電力時，泵還可以操作在此水平。然而，如果確定車輛沒有被接入外部電網(wǎng)，則方法112進(jìn)行到步驟118，在步驟118處車輛中駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求被感測。通過詢問響應(yīng)于駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求的任意合適的傳感器，例如踏板位置傳感器，駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求可以被感測。之后該方法進(jìn)行到步驟120，在步驟120處泵的操作水平響應(yīng)于駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求而改變，如隨駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求的減少而增加，而隨駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求的增加而減少。在一個實(shí)施例中， 當(dāng)駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求處于最大值時，操作水平可能降到零。在一個實(shí)施例中，操作水平可以被設(shè)置以便當(dāng)駕駛員的腳離開踏板并且車輛移動時提供最大增壓。之后方法112進(jìn)行到步驟122，在步驟122處發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的CSER工況被估計(jì)。在一個實(shí)施例中，估計(jì)CSER工況可以包括測量一個或更多個溫度環(huán)境溫度、排氣系統(tǒng)溫度、 催化劑溫度等。之后方法進(jìn)行到步驟124，在步驟124處空氣泵的操作水平響應(yīng)于CSER工況而改變。這個動作反映了這樣的事實(shí)當(dāng)CSER需求較高時，增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷(包括增加的軸功)代價相對較低(inexpensive)。在一個實(shí)施例中，空氣泵的操作水平可以在低催化劑溫度下增加并且在高催化劑溫度下減少。之后方法進(jìn)行到步驟126，在步驟126處發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的DFSO模式(如，未加燃料的燃燒室的數(shù)量)被感測。之后方法進(jìn)行到步驟128，在步驟128處泵的操作水平響應(yīng)于DFSO模式而改變。例如，當(dāng)更多數(shù)量的發(fā)動機(jī)燃燒室未加燃料時，泵的操作水平可以被增加，并且當(dāng)更少數(shù)量的發(fā)動機(jī)燃燒室未加燃料時，泵的操作水平可以被減少。這個動作反映了這樣的事實(shí)用于操作空氣泵的額外的機(jī)械能在DFSO工況期間通常是可用的，并且在被配置成將至少一個未加燃料的燃燒室操作為空氣泵的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，那些一個或更多個汽缸在DFSO工況期間將可用于泵取空氣。在步驟116或步驟 128之后，方法112返回。將被注意的是，此方法有效地提供了使用制動能來壓縮進(jìn)氣的氣壓制動再生機(jī)制。如上面的方法所說明的，各種因素可能影響被用來提供空氣到增壓燃料箱的空氣泵的操作水平。其它方法提出了當(dāng)空氣泵是可配置的真空/壓力泵時產(chǎn)生的更特別的考慮。圖10通過示例的方式說明了一個這種方法。方法130開始于步驟132，在步驟132處發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的真空歧管中的真空水平被感測或被推斷。之后該方法進(jìn)行到步驟134，在步驟134處確定感測的或推斷的真空水平是否足夠用于車輛制動。如果真空水平不足夠，則方法進(jìn)行到步驟136，在步驟136處空氣泵被配置成抽空真空存儲器，并且方法進(jìn)行到步驟138，在步驟138處空氣泵被操作為真空泵。如在此之前的圖1的詳細(xì)說明中提及的，空氣泵可以被配置成通過致動被連接到空氣泵的一個或更多個電子控制的閥來抽空真空存儲器。如果真空水平足夠用于車輛制動，則方法130進(jìn)行到步驟140，在步驟140處空氣泵被配置成給增壓燃料箱增壓。這樣，來自空氣泵的空氣可以基于真空存儲器中的壓力被允許可選擇地進(jìn)入增壓燃料箱。如在此之前所提及的，空氣泵可以被配置成通過致動被連接到泵的一個或更多個電子控制閥來給增壓燃料箱增壓。之后方法進(jìn)行到步驟142，在步驟 142處確定增壓燃料箱是否被填充到期望的壓力。如果增壓燃料箱被填充到期望的壓力，則方法回到步驟136。在此狀態(tài)，空氣泵被配置成保持真空歧管的真空并且在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)上呈現(xiàn)出最小機(jī)械負(fù)荷或電負(fù)荷。然而，如果增壓燃料箱沒有被填充到期望水平，則方法進(jìn)行到步驟144，在步驟144處空氣泵被操作為壓力泵。在步驟138或步驟144之后，方法返回。上述方法涉及在各種工況下填充增壓燃料箱。其它方法涉及控制壓縮空氣從增壓燃料箱排放的方式以改善發(fā)動機(jī)操作。
圖11說明了一個實(shí)施例中用于從增壓燃料箱排放出壓縮空氣的示例方法146。該方法可以響應(yīng)于節(jié)流閥的完全或部分開啟或在其它工況下被實(shí)現(xiàn)。方法146開始于步驟 148，在步驟148處發(fā)動機(jī)系統(tǒng)TIP被感測。TIP可以經(jīng)由被連接到節(jié)流閥上游的合適的壓力傳感器被感測，或者TIP可以基于其它因素而被推斷。之后該方法進(jìn)行到步驟150，在步驟150處確定感測的TIP是否小于當(dāng)前工況的期望MAP。如果TIP小于期望MAP，則方法進(jìn)行到步驟152，在步驟152處增壓燃料箱中的壓力被感測；否則，方法返回。通過詢問被連接到增壓燃料箱的壓力傳感器或以任意其它合適的方式，增壓燃料箱中的壓力可以被感測。在一個實(shí)施例中，一旦節(jié)流閥被完全開啟并且當(dāng)燃料箱壓力在TIP以上時，增壓燃料箱中的空氣可以被排放出。在這種情況下，完全開啟的節(jié)流閥意味著MAP < MAP_desired0繼續(xù)在圖11中，之后方法146進(jìn)行到步驟154，在步驟154處確定增壓燃料箱壓力是否大于期望MAP。如果增壓燃料箱壓力大于期望MAP，則方法進(jìn)行到步驟156，在步驟156 處增壓燃料箱中的相對EGR量被感測；否則，方法返回。在一個實(shí)施例中，相對EGR量可以經(jīng)由傳感器(如，濕度傳感器或二氧化碳傳感器)被感測。在另一個實(shí)施例中，相對EGR量可以被推斷或從電控系統(tǒng)的存儲器調(diào)出，而不是本身被感測。之后方法進(jìn)行到步驟158，在步驟158處確定感測的EGR量是否在期望范圍以下。如果感測的相對EGR量在期望范圍以下，則方法進(jìn)行到步驟160，在步驟160處應(yīng)用在燃燒室中的點(diǎn)火延遲的水平被增加；否則， 方法進(jìn)行到步驟164，在步驟164處增壓燃料箱最后開向進(jìn)氣歧管。這個動作引起在增壓燃料箱中增壓的空氣被排放到進(jìn)氣歧管。之后方法進(jìn)行到步驟162，在步驟162處節(jié)流閥開啟量被減小以補(bǔ)償經(jīng)由增壓燃料箱被供應(yīng)到進(jìn)氣的空氣充氣中增加的氧含量，并且之后方法進(jìn)行到步驟164。注意在這些工況下被供應(yīng)到燃燒室的空氣充氣可以包括少于期望數(shù)量的 EGR0在步驟164之后，方法146返回。前述方法說明了用于依賴于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的工況而填充增壓燃料箱并用于從增壓燃料箱排放空氣的示例情況。下面的方法說明節(jié)流閥關(guān)閉觸發(fā)了增壓燃料箱的填充的一些工況被設(shè)想，并且節(jié)流閥關(guān)閉觸發(fā)了空氣從增壓燃料箱排放的其它工況被設(shè)想。圖12說明了在一個實(shí)施例中用于響應(yīng)節(jié)流閥關(guān)閉的示例方法166。方法開始于步驟168，在步驟168處節(jié)流閥開啟量被感測。之后方法進(jìn)行到步驟170，在步驟170處確定節(jié)流閥開啟量是否減小得比閾值速度快。如果節(jié)流閥開啟量減小得比閾值速度快，則方法進(jìn)行到步驟172，在步驟172處增壓燃料箱中的壓力被感測；否則，方法返回。之后方法進(jìn)行到步驟174，在步驟174處增壓燃料箱開向進(jìn)氣歧管。如果在開啟時刻增壓燃料箱中的空氣的壓力大于MAP，則這個動作引起在增壓燃料箱中增壓的空氣被排放到進(jìn)氣歧管。因此，儲存在增壓燃料箱中的空氣中的至少一些可以被排放到進(jìn)氣歧管，同時關(guān)閉節(jié)流閥。增壓燃料箱可以主動地(如，通過致動電子控制閥)或被動地(如，通過止回閥的壓致開啟 (pressure-induced cracking))開向進(jìn)氣歧管。之后方法進(jìn)行到步驟176，在步驟176處確定在感測時刻增壓燃料箱壓力是否高于閾值。如果在感測時刻增壓燃料箱壓力在閾值以上，則方法進(jìn)行到步驟178，在步驟178處渦輪的廢氣門被開啟，并且方法進(jìn)行到步驟180， 在步驟180處壓縮機(jī)的旁通閥被開啟。這些動作允許平自進(jìn)氣的被EGR稀釋的空氣被置換并被來自增壓燃料箱的空氣沖洗。然而，如果在步驟176處確定在感測時刻增壓燃料箱壓力不在閾值之上，則方法進(jìn)行到步驟182，在步驟182處執(zhí)行延遲。延遲可以提供充分的時間以使來自渦輪增壓器壓縮機(jī)的壓縮空氣被允許進(jìn)入增壓燃料箱。延遲可以是固定的或可變的延遲。在一個實(shí)施例中，可變的延遲可以被應(yīng)用，并且可變的延遲可以延長直到增壓燃料箱中的壓力已經(jīng)升到期望值或增壓燃料箱中的壓力已經(jīng)接近增壓燃料箱的推薦的額定壓力。在另一個實(shí)施例中，延遲可以被延長直到在增壓燃料箱中增壓的空氣中的排氣的相對數(shù)量接近期望值。在另一個實(shí)施例中，在延遲期間或在延遲之前，調(diào)整流到渦輪增壓器壓縮機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣流的EGR閥可以被調(diào)節(jié)。這樣，在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量可以基于發(fā)動機(jī)工況而改變。由于延遲，在節(jié)流閥完全關(guān)閉期間，增壓燃料箱可以開向壓縮機(jī)出口。由此，增壓燃料箱可以吸收發(fā)生在節(jié)流閥完全關(guān)閉時的高壓峰值，由此使增壓燃料箱中的空氣壓力最大。此外，當(dāng)渦輪的廢氣門被關(guān)閉時，壓縮機(jī)的流出物可以被允許進(jìn)入增壓燃料箱，以使得增壓燃料箱用大于MAP的TIP源填充。在步驟182之后，方法回到步驟178并回到步驟180，在步驟180處廢氣門和壓縮機(jī)旁通閥最終被開啟。包括除了主節(jié)流閥之外的輔助節(jié)流閥的配置使在此之前描述的所有控制功能以及其它功能可用。例如，在各種工況下，來自壓縮機(jī)和/或空氣泵的空氣可以被儲存在增壓燃料箱中，并隨后被排放到進(jìn)氣歧管。這些包括增加主節(jié)流閥開口的工況、踩加速器踏板的工況、減小主節(jié)流閥開口并松開加速器踏板的工況。在一個實(shí)施例中，具有第一相對數(shù)量的排氣的空氣在第一工況期間可以被儲存并響應(yīng)于主節(jié)流閥開口的增加而被排放。此外，具有較低的第二相對數(shù)量的排氣的空氣在第二工況期間可以被儲存并響應(yīng)于主節(jié)流閥的關(guān)閉而被排放。在此示例中，第二工況的特征可以在于大于第一工況的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。其它實(shí)施例同樣被考慮到。例如，替代圖12所示的方法，當(dāng)過量的增壓可用并且當(dāng)增壓燃料箱內(nèi)部的壓力在閾值以下時，增壓燃料箱能夠被簡單地填充。在這種情況下，無論何時壓縮機(jī)旁通閥被命令開啟，無論何時廢氣門被命令開啟，或無論何時TIP > MAP+小的壓力余量，過剩的增壓均可以是可用的。這些工況能夠確定何時嘗試使用壓縮機(jī)增壓來填充增壓燃料箱等事件。進(jìn)一步的控制策略能夠被應(yīng)用以影響工況，從而故意并有機(jī)會提供過剩增壓工況。圖13說明了在一個實(shí)施例中用于經(jīng)由主節(jié)流閥和輔助節(jié)流閥調(diào)整到進(jìn)氣歧管的空氣供應(yīng)的示例方法184。通過帶有主節(jié)流閥和輔助節(jié)流閥的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，例如圖4的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)80，該方法可以可用。無論何時車輛的電控系統(tǒng)要求歧管氣流的變化，該方法均可以被實(shí)現(xiàn)。在一個實(shí)施例中，當(dāng)主節(jié)流閥被開啟時該方法被實(shí)現(xiàn)，以使得來自壓縮機(jī)的空氣被允許進(jìn)入進(jìn)氣歧管。方法184開始于步驟186，在步驟186處通過主節(jié)流閥的空氣流速被感測。通過詢問歧管氣流(MAF)傳感器或以任意其它合適的方式，歧管氣流可以被感測。之后方法進(jìn)行到步驟188，在步驟188處確定感測的空氣流速是否小于MAF的目標(biāo)值(基于駕駛員發(fā)動機(jī)扭矩需求、發(fā)動機(jī)負(fù)荷等)。如果感測的空氣流速不小于目標(biāo)值，則方法返回。否則，方法進(jìn)行到步驟190，在步驟190處壓縮機(jī)出口與被連接到壓縮機(jī)出口的空氣噴射器的第二進(jìn)口之間的壓力差被感測。方法進(jìn)行到步驟192，在步驟192處輔助節(jié)流閥開啟量基于感測的壓力差被調(diào)節(jié)。這樣，一些儲存在增壓燃料箱中的空氣可以經(jīng)由輔助節(jié)流閥被排放到進(jìn)氣歧管。在一個情況中，例如，這個動作可以響應(yīng)于松開加速器踏板和/或完全或部分關(guān)閉節(jié)流閥來置換進(jìn)氣歧管中被EGR稀釋的空氣。在主節(jié)流閥被同時保持開啟的實(shí)施例中，這種置換進(jìn)一步成為可能，使得被EGR稀釋的空氣可以從進(jìn)氣歧管釋放。在一個實(shí)施例中，當(dāng)空氣噴射器第二進(jìn)口壓力低于壓縮機(jī)出口壓力時，輔助節(jié)流閥開口可以被增加。在不期望置換來自進(jìn)氣歧管的被EGR稀釋的空氣的其它情況中，在經(jīng)由輔助節(jié)流閥排放儲存的空氣期間或之前，主節(jié)流閥可以被關(guān)閉以防止通過主節(jié)流閥逆轉(zhuǎn)氣流。因此，當(dāng)TIP低于閾值時、在踩加速器踏板時和/或響應(yīng)于完全或部分開啟主節(jié)流閥時，儲存的空氣可以經(jīng)由輔助節(jié)流閥被排放。在這些和其它實(shí)施例中，儲存的空氣可以經(jīng)由輔助節(jié)流閥被排放，同時額外的空氣經(jīng)由被連接在增壓燃料箱與進(jìn)氣歧管之間的空氣噴射器被引入進(jìn)氣歧管中。此外，當(dāng)空氣噴射器的第二進(jìn)口壓力大于壓縮機(jī)出口壓力時，輔助節(jié)流閥開啟量可以被減小。在一個實(shí)施例中，儲存的空氣可以通過被連接在空氣噴射器與進(jìn)氣歧管之間的壓力恢復(fù)錐排放。 在止回閥被連接在輔助節(jié)流閥上游的另一個實(shí)施例中，這個方法的一些或所有控制元件可以被動地實(shí)現(xiàn)。在步驟192之后，方法返回。前面的方法示出了在合適配置的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中輔助節(jié)流閥的開啟量如何可以被控制以模擬被動止回閥等事物。其它方法被設(shè)想，其中在合適配置的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中主節(jié)流閥可以被主動地控制以模擬被動止回閥。圖14說明了用于確保在合適配置的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中通過主節(jié)流閥的單向氣流的示例方法194。在這一系統(tǒng)中，主節(jié)流閥可以沒有與其串聯(lián)的止回閥，并且主節(jié)流閥可以由此被配置成允許向前方的氣流和相反方向的氣流進(jìn)入。該方法開始于步驟196，在步驟196處穿過主節(jié)流閥的修正的流勢被感測。通過詢問被連接在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的一個或更多個傳感器，修正的流勢可以被感測。在一個實(shí)施例中，修正的流勢可以對應(yīng)于TIP-MAP-DELTA，其中 TIP是主節(jié)流閥上游的節(jié)流閥進(jìn)口壓力，MAP是歧管空氣壓力，并且DELTA對應(yīng)于相對小的 “開啟”壓力，例如，1磅/平方英寸。之后該方法進(jìn)行到步驟198，在步驟198處確定修正的流勢是否為正，即修正的流勢是否定向?yàn)槭箍諝饬鹘?jīng)節(jié)流閥流向進(jìn)氣歧管。如果確定修正的流勢為正，則方法進(jìn)行到步驟200，在步驟200處節(jié)流閥的開啟量被調(diào)節(jié)(被增加或被減小)以便將MAF調(diào)整到期望水平。然而，如果修正的流勢不為正(即，如果其定向?yàn)槭箍諝鈴倪M(jìn)氣歧管流經(jīng)節(jié)流閥)，則方法進(jìn)行到步驟202，在步驟202處節(jié)流閥開啟量被減小以調(diào)整或關(guān)閉流經(jīng)主節(jié)流閥的氣流。在步驟200或步驟202之后，方法返回。圖15說明了用于當(dāng)車輛乘客不太可能注意時從車輛中的增壓燃料箱釋放冷凝物的示例方法204。該方法開始于步驟206，在步驟206處確定增壓燃料箱中冷凝物積聚的預(yù)測數(shù)量是否在閾值以上。如果冷凝物積聚的預(yù)測數(shù)量不在閾值以上，則方法返回。否則，方法進(jìn)行到步驟208，在步驟208處確定車輛速度是否在閾值以上。如果車輛速度不在閾值以上，則方法返回。否則，方法進(jìn)行到步驟210，在步驟210處確定冷凝物冷凍條件是否被預(yù)測。如果冷凝物冷凍條件被預(yù)測，則方法進(jìn)行到步驟212，在步驟212處增壓燃料箱和排放閥或用于排空增壓燃料箱的其它器械被主動加熱。例如，通過使與冷凝物熱連通的電加熱元件通電，或通過使被加熱的流體(例如發(fā)動機(jī)排氣或發(fā)動機(jī)冷卻液)流過與冷凝物和排放閥熱連通的管道，冷凝物和排放閥可以被加熱。在這個動作之后，方法回到步驟216。這樣，從增壓燃料箱釋放冷凝物可以被延遲直到冷凝物被解凍。然而，如果確定冷凝物冷凍條件沒有被預(yù)測，則方法進(jìn)行到步驟214，在步驟214處這種加熱被關(guān)閉。從步驟214處，方法進(jìn)行到步驟216，在步驟216處被配置成從增壓燃料箱排放冷凝物的常閉的電子控制閥被開啟。在這個動作之后，該方法返回。因此，當(dāng)冷凝物被解凍并且當(dāng)車輛的噪聲水平在噪聲閾值以上時，可以從增壓燃料箱釋放冷凝物。這樣，冷凝物可以被容易地釋放，并且沒有引起機(jī)動車輛乘客的注意。在所說明的實(shí)施例中，車輛速度被用作噪聲水平的替代或預(yù)測器。 然而，將意識到，噪聲水平的其它替代和預(yù)測器同樣是可適用的。在另一個實(shí)施例中，冷凝物可以被主動地泵出增壓燃料箱，而不僅僅在重力下從增壓燃料箱排放。在另一個實(shí)施例中，冷凝物可以由于儲存在增壓燃料箱中的壓縮空氣的壓力而被從增壓燃料箱排放。將被理解的是本文公開的示例控制和估計(jì)程序可以被用于各種系統(tǒng)配置。這些程序可以表示一個或更多個不同的處理策略，例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程以及類似物。這樣，所公開的處理步驟(操作、功能和/或動作)可以表示被編入電控系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的代碼。將被理解的是，本文描述和/或說明的一些處理步驟在一些實(shí)施例中可以被省略，而不脫離本公開的范圍。同樣，所述處理步驟的順序可以不總是被要求以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果，而是被提供以便于說明和描述。一個或更多個說明的動作、功能或操作可以基于使用的具體策略被重復(fù)執(zhí)行。最后，將被理解的是，本文描述的主題、系統(tǒng)和方法實(shí)質(zhì)上是示例性的，并且這些特定的實(shí)施例或示例不被認(rèn)為具有限制意義，因?yàn)楹芏嘧兓穷A(yù)期的。因此，本公開包括本文公開的各種系統(tǒng)和方法的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合及其任意和所有等價物。
權(quán)利要求
1.一種用于提供空氣到發(fā)動機(jī)燃燒室的方法，所述發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)和被可選擇地連接到進(jìn)氣歧管的增壓燃料箱，所述方法包括基于發(fā)動機(jī)工況改變在所述增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量；以及將在所述增壓燃料箱中增壓的所述空氣排放到所述進(jìn)氣歧管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括在增大節(jié)流閥開口之前給具有第一相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣增壓，并且其中將所述空氣排放到所述進(jìn)氣歧管包括當(dāng)所述節(jié)流閥開口被增大時排放出具有所述第一相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括在減小所述節(jié)流閥開口之前給具有第二相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣增壓，其中所述第二相對數(shù)量小于所述第一相對數(shù)量，并且其中將所述空氣排放到所述進(jìn)氣歧管包括當(dāng)所述節(jié)流閥開口被減小時排放出具有所述第二相對數(shù)量的發(fā)動機(jī)排氣的空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓縮機(jī)是渦輪增壓器壓縮機(jī)，并且其中改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括接受所述渦輪增壓器壓縮機(jī)的流出物到所述增壓燃料箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中接受所述渦輪增壓器壓縮機(jī)的所述流出物到所述增壓燃料箱包括在節(jié)流閥關(guān)閉期間接受所述流出物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述渦輪增壓器壓縮機(jī)被機(jī)械地連接到渦輪，并且其中接受所述渦輪增壓器壓縮機(jī)的所述流出物到所述增壓燃料箱包括當(dāng)所述渦輪的廢氣門被關(guān)閉時接受所述流出物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括調(diào)節(jié)閥，該閥調(diào)整流到所述渦輪增壓器壓縮機(jī)的發(fā)動機(jī)排氣流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量包括接受空氣泵的流出物到所述增壓燃料箱，所述空氣泵的流出物不同于所述壓縮機(jī)的流出物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述空氣泵是電子驅(qū)動的空氣泵、發(fā)動機(jī)軸驅(qū)動的空氣泵、車輪驅(qū)動的空氣泵、空氣或排氣驅(qū)動的壓力放大器和所述發(fā)動機(jī)的未加燃料的燃燒室中的一個或更多個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述空氣泵可配置用于真空或壓力操作，所述方法進(jìn)一步包括致動被連接到所述空氣泵的一個或更多個閥以配置所述空氣泵用于壓力操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中接受所述空氣泵的所述流出物進(jìn)入包括基于被連接到所述空氣泵的真空存儲器中的壓力可選擇地接受所述流出物。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接受所述空氣泵的所述流出物進(jìn)入包括基于發(fā)動機(jī)扭矩需求可選擇地接受所述流出物。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接受所述空氣泵的所述流出物進(jìn)入包括基于固定電網(wǎng)電源的可用性可選擇地接受所述流出物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能的儲存的壓縮空氣管理。一種用于提供空氣到發(fā)動機(jī)燃燒室的方法，該發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)和被可選擇地連接到進(jìn)氣歧管的增壓燃料箱。該方法包括基于發(fā)動機(jī)工況改變在增壓燃料箱中增壓的空氣中的發(fā)動機(jī)排氣的相對數(shù)量，并將在增壓燃料箱中增壓的空氣排放到進(jìn)氣歧管。
文檔編號F02D23/00GK102220899SQ201110082478
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者G·蘇尼拉, R·D·普斯夫, R·W·坎寧安 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司