用于涡轮增压发动机的双路径抽取系统的制作方法

1.本公开涉及一种用于可以以自然吸气模式或增压吸气模式操作的发动机的燃料蒸气回收系统。


背景技术：

2.车辆可能需要将燃料补给、日间和运行损耗蒸气吸附到活性炭滤罐中。在一些市场中，车辆必须满足严格的燃料蒸发排放标准才能获得认证。一旦滤罐装载有燃料蒸气，就可以在发动机运行的同时在称为“抽取”的过程中使用歧管真空来清除滤罐。
3.当滤罐抽取阀(cpv)打开时，新鲜空气从新鲜空气管线入口进入滤罐。新鲜空气排出滤罐内的燃料蒸气，并且燃料蒸气被吸入进气歧管以在发动机内部燃烧。在自然吸气模式中燃料蒸气流过cpv到达喷射器并且进入进气歧管。在增压模式(涡轮增压、机械增压等)中燃料蒸气流过cpv到达喷射器并且进入在用于增压系统的空气入口和空气滤清器下游以及在增压系统的上游的导管，所述导管将空气和燃料蒸气引导至发动机的节气门和进气歧管。
4.在一个现有技术系统中，喷射器被直接组装到空气喷射系统(ais)壳体。将喷射器系统并入到ais中的成本是相当可观的。在该系统中，如果存在从燃料蒸气回收系统到大气的泄漏，或者在从喷射器到ais的导管中的直列式止回阀破裂，止回阀则将不会密封。如果从喷射器到ais的管线中的直列式止回阀破裂，则未滤清和未计量的空气可能进入ais并且可能破坏提供给发动机的空燃比并且需要由发动机控制器进行调整。如果止回阀破裂，则燃料蒸气可能泄漏到大气。
5.本公开意图解决上述问题和下文概述的其他问题。


技术实现要素：

6.根据本公开的一个方面，公开了一种用于抽取可以以自然吸气模式和以增压吸气模式操作的车辆中的燃料蒸气滤罐的燃料蒸气控制系统。所述燃料蒸气控制系统包括燃料箱和用于从所述燃料箱收集燃料蒸气的所述燃料蒸气滤罐。滤罐抽取阀被配置为从所述滤罐接收燃料蒸气。由所述控制器控制的喷射器在自然吸气模式中通过所述喷射器中的旁通阀将来自所述滤罐的所述燃料蒸气选择性地提供至进气歧管。所述喷射器在增压模式中可以将来自所述滤罐的燃料蒸气选择性地提供至进气系统。所述进气系统通过空气滤清器接收来自空气入口的空气并且将空气供应至连接到涡轮增压器的导管。所述涡轮增压器将所述空气供应至节气门，所述节气门控制至所述进气歧管的气流(如本文所使用的，术语“涡轮增压器”应被解释为包括机械增压器系统)。被组装到所述进气系统的止回阀接收来自所述喷射器的燃料蒸气并且将所述燃料蒸气添加到由所述进气系统抽吸的入口空气。
7.根据本公开的另一方面，公开了一种用于具有涡轮增压器或机械增压器(如本文所使用的，术语“涡轮增压器”应被解释为包括机械增压器系统)的发动机的双路径燃料蒸气抽取系统。所述抽取系统包括滤罐，其被配置为从燃料箱收集燃料蒸气。滤罐抽取阀设置
在所述滤罐的下游。喷射器阀通过所述滤罐抽取阀接收来自所述滤罐的燃料蒸气。第一蒸气抽取路径将所述燃料蒸气引导至所述发动机的进气歧管。第二蒸气抽取路径将燃料蒸气引导至进气系统。在所述喷射器阀下游的止回阀接收来自所述喷射器阀的所述燃料蒸气并且将所述燃料蒸气供应至所述进气系统。增压流在操作所述进气系统以使所述发动机增压时打开所述止回阀，以及在以自然吸气操作所述发动机时关闭所述止回阀。
8.根据上述燃料蒸气控制系统的其他方面，一种诊断算法监测在所述喷射器阀下游和在所述止回阀上游的所述真空水平以检测来自所述导管的泄漏。所述止回阀组装到所述进气系统(ais)以部分地设置在所述涡轮增压器上游的导管中，并且部分地设置在所述ais的外部。适于测量所述燃料蒸气控制系统中所述真空的真空传感器由所述诊断算法监测。当所述车辆以所述自然吸气模式操作时，在所述滤罐抽取阀下游的喷射器中的旁通阀接收来自所述滤罐抽取阀的燃料蒸气，其中在所述增压模式中在所述ais中的空气和燃料蒸气的再循环关闭所述止回阀以将所述燃料蒸气引导至所述进气歧管。
9.根据本公开的另一方面，公开了一种燃料蒸气抽取设备，其包括进气系统和止回阀。所述进气系统包括限定气室的壳体，所述气室适于封闭气流增压设备，所述壳体在所述气流增压设备的上游限定开口。所述止回阀包括一体附接到所述开口的基座杯部分、隔膜和隔膜引导件，其中所述止回阀包括将燃料蒸气引导至所述隔膜的入口部分，并且其中在燃料蒸气从所述入口部分从所述系统泄漏或从在所述入口部分的上游的所述系统泄漏的情况下，所述隔膜保持与所述基座杯部分的密封。
10.根据所述燃料蒸气抽取设备的另一个方面，所述燃料蒸气抽取设备还可以包括：滤罐，所述滤罐封闭用于从车辆燃料系统收集燃料蒸气的吸附剂；滤罐抽取阀，所述滤罐抽取阀用于抽取从所述滤罐接收的燃料蒸气；以及喷射器，所述喷射器从所述滤罐抽取阀接收燃料蒸气。所述燃料蒸气被引导并且在自然吸气模式中将所述燃料蒸气引导至发动机的进气歧管。所述喷射器在进气模式中将燃料蒸气引导至所述止回阀。
11.根据所述燃料蒸气抽取设备的另一个方面，所述基座杯部分和所述隔膜引导件通过包括超声波焊接、热焊接或粘合剂粘合的永久连接而接合到所述壳体。
12.根据所述燃料蒸气抽取设备的其他方面，所述隔膜可移动地保持在所述底杯部分与所述隔膜引导件之间以在关闭位置与打开位置之间移动。在所述关闭位置中，防止将燃料蒸气引导至所述进气系统。在所述打开位置中，将燃料蒸气引导至所述进气系统。与当在所述止回阀上游发生燃料蒸气泄漏时，在所述入口部分中的较高的压力相比，所述隔膜被以增压模式操作的所述进气系统内部的较低的压力(真空)保持在所述关闭位置中。可基于在所述隔膜上游的真空水平由诊断算法检测在所述止回阀上游的燃料蒸气的泄漏。
13.下面将参考附图描述本公开的以上方面和其他方面。
附图说明
14.图1是可在自然吸气模式或增压进气模式中操作的用于车辆的双路径燃料蒸气抽取系统的示意性流程图。
15.图2是集成到进气系统(ais)中的止回阀的示意图，其中阀杯、隔膜、隔膜引导件位于ais内部，并且入口端口附接到ais外部的壁。
16.图3是集成到进气系统(ais)中的止回阀的示意图，其中阀杯、隔膜、隔膜引导件位
于ais内部，并且入口端口附接到ais的壁，其中入口的部分设置在ais的内部。
具体实施方式
17.所示实施例参考附图进行公开。然而，应理解，所公开的实施例意图仅为可以不同和替代形式来体现的示例。附图不一定按比例绘制，一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是作为教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。
18.参考图1，燃料蒸气抽取系统总体上由附图标记10表示。燃料蒸气抽取系统10包括用于直列式旁通喷射器的诊断。如果止回阀端口与进气系统(ais)断开或以其他方式泄漏，则该系统防止蒸气被抽取至大气。如果止回阀入口部分与ais断开或以其他方式破裂，则燃料蒸气可能泄漏到大气，并且诊断算法将检测到系统中的真空的降低并且设置错误代码。
19.燃料蒸气抽取系统10包括燃料蒸气滤罐(滤罐)12，其在加注期间从燃料箱14以及在加注口颈壳体(未示出)处从燃料补给喷嘴收集燃料蒸气。滤罐12包括新鲜空气端口16、滤罐通风阀(cvv)17、通风旁通阀(vbv)18和抽取端口20。燃料箱压力传感器22可以用于监测滤罐12中的压力，所述压力被提供给控制器24以确定何时应抽取滤罐12内部的燃料蒸气。滤罐12加注有诸如活性炭的吸附剂，所述吸附剂可以吸附来自燃料箱14的日间损失和运行损失的燃料蒸气。燃料蒸气被吸附剂吸附，并且当滤罐12被抽取时，燃料蒸气被解吸掉。
20.抽取端口20连接到导管28中的滤罐抽取阀(cpv)26，所述导管也延伸穿过cpv 26到达喷射器30。燃料蒸气从滤罐12穿过cpv 26并且进入喷射器30。在自然吸气模式中，喷射器30中的旁通阀40将燃料蒸气从喷射器30引导通过导管31到达发动机的进气歧管32。在增压模式中，燃料蒸气穿过cpv 26并且进入喷射器30。然后，喷射器30引导来自喷射器30的燃料蒸气通过导管34到达止回阀36，止回阀组装到进气系统(ais)38，其中基座杯44、隔膜46和隔膜引导件48在ais的内部，并且止回阀36的入口端口(在图2和图3中示出)在图2中设置在ais 38的外部，并且在图3中被示为部分地设置在ais的内部。
21.喷射器30包括旁通阀40和文氏管装置，诸如喷嘴42。由于进气歧管32中的真空，处于自然吸气模式中的旁通阀40将燃料蒸气引导至发动机的进气歧管32中。在增压吸气模式中，喷嘴42从进气歧管32接收由箭头“r”示出的再循环气流。喷嘴42创建文氏管效应，从而创建真空，所述真空从滤罐12抽吸燃料蒸气通过滤清罐抽取阀26并且将燃料蒸气引导至止回阀36。在增压吸气模式中从进气歧管32至喷射器30的气流关闭旁通阀40并且再循环通过ais 38。
22.参考图2和图3，止回阀36安装到ais 38上，以防止在自然吸气下将未滤清和未计量的空气吸入进气歧管32中。止回阀36包括杯形基座44、隔膜46和隔膜引导件48，其集成到在增压装置上游的进气系统壳体或导管中，它们一起形成在涡轮增压器上游的气室。止回阀36的基座44和隔膜引导件46集成到ais 38中。参考图2，止回阀36的入口部分49设置在ais 38的外部，使得在入口部分49破裂或移位的情况下，可以通过算法检测到泄漏，并且基座44和止回阀隔膜48将保持密封。在图3中，示出了替代实施例，其中入口部分49部分地设置在ais的内部并且部分地设置在ais的外部。入口部分可以通过焊接或其他连接而连接到ais，所述ais是易碎的以使ais断裂，同时止回阀36的其他部分在ais中保持完整。
23.再次参考图1，ais 38通过空气滤清器50接收环境空气，所述空气滤清器防止外来微粒被提供给发动机。ais 38包括导管52，其将空气从空气入口滤清器50引导到涡轮增压器54，然后到达增压空气冷却器56，以及到达节气门58。节气门58控制空气和燃料蒸气到发动机的进气歧管32的流动。止回阀34组装到在空气滤清器50的下游以及在涡轮增压器54的上游的ais 38。
24.滤罐通风阀(cvv)17打开以允许新鲜空气排出滤罐12内部的燃料蒸气。cpv 26在打开时经由新鲜空气端口16抽吸新鲜空气通过cvv 17至滤罐12中。燃料蒸气在自然吸气模式中被吸入进气歧管32中以由发动机燃烧。进气歧管32是未在图中其他地方所示的发动机的部分，并且是歧管空气压力传感器60所在的位置。
25.当ais 38激活时，燃料蒸气被引导至ais 38通过导管34到达止回阀36，所述止回阀将燃料蒸气引导至ais 38中。真空传感器(例如燃料箱压力传感器22)监测ais 38中的真空水平以检测止回阀36或燃料蒸气抽取系统10的其他部分中的泄漏。真空水平可以由真空传感器，诸如燃料箱压力传感器22、歧管空气压力(map)传感器60或在燃料蒸气抽取系统10内部的感测在燃料蒸气抽取系统10中的真空水平的另一个真空传感器。真空传感器22检测在燃料蒸气抽取系统10(密封系统)中是否存在导致系统10中真空降低的泄漏。
26.如果止回阀的入口部分破裂，或者燃料蒸气抽取系统10中存在另一个泄漏，诊断算法则可以检测止回阀36在打开状态下是否具有问题。在具有至大气的泄漏的情况下，系统10将花费更长的时间以下拉到对应于无泄漏状况的预定真空水平，并且控制器24将设置诊断错误标志以进行维修。
27.诊断算法作为可由控制器24基于存储在存储器中的指令和来自真空传感器22的信号执行的可执行指令存储在控制器24中。控制器24从真空传感器22接收真空水平信号并且测量系统10返回到预定真空水平所需的时间。控制器24使用燃料系统致动器和燃料蒸气抽取系统10致动器，诸如滤罐抽取阀(cpv)和滤罐通风阀(cvv)，以控制滤罐抽取过程。控制器还可以控制涡轮增压器和节气门操作。
28.当存在至大气的泄漏时，诊断算法可以检测到在增压模式中具有常开故障的止回阀36。诊断算法监测真空传感器22。如果止回阀36具有常闭故障，则在喷射器30内部不产生真空，所述真空是也可由诊断算法检测到的状况。
29.如果止回阀36的入口端口49破裂，则燃料蒸气将泄漏到大气并且可由诊断算法检测到。如果入口端口49破裂，则保持由止回阀提供的密封，并且未滤清和未计量的空气不会进入发动机并且干扰发动机的操作。在发动机操作期间，在空气滤清器50与涡轮增压器54之间的导管52或ais 38中的轻微真空确保了止回阀36中的隔膜46保持密封。
30.上述实施例是未描述本公开的所有可能形式的具体示例。可以组合所示实施例的特征以形成所公开概念的其他实施例。说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的。所附权利要求的范围比具体公开的实施例更宽，并且还包括所示实施例的修改形式。
31.根据本发明，提供了一种燃料蒸气控制系统，其具有：燃料箱；控制器；滤罐，其适于从所述燃料箱接收燃料蒸气；滤罐抽取阀，其被配置为从所述滤罐接收燃料蒸气；由所述控制器控制的喷射器，其在自然吸气模式中将来自所述滤罐的所述燃料蒸气选择性地提供至进气歧管，其中所述喷射器在增压模式中将来自所述滤罐的燃料蒸气选择性地提供至进气系统，所述进气系统接收来自空气入口的空气并且将空气供应至涡轮增压器，并且其中
所述涡轮增压器将所述空气供应至节气门，所述节气门控制至所述进气歧管的气流；以及集成至所述进气系统中的止回阀，其接收来自所述喷射器的燃料蒸气并且将所述燃料蒸气供应至所述进气系统。
32.根据一个实施例，所述止回阀包括在所述涡轮增压器的上游集成至所述进气系统中的杯形基座、隔膜和隔膜引导件，所述止回阀的入口部分设置在所述进气系统的外部，当所述入口部分破裂或移位时，可以检测到泄漏，同时所述基座和止回阀隔膜保持密封。
33.根据一个实施例，本发明的特征还在于：诊断算法，其监测真空传感器，所述真空传感器检测所述燃料蒸气控制系统中的真空水平并且检测来自所述进气系统的真空泄漏。
34.根据一个实施例，所述真空传感器可以选自以下所组成的组：燃料箱压力传感器；以及歧管空气压力传感器。
35.根据一个实施例，本发明的特征还在于：在所述滤罐抽取阀下游的所述喷射器中的旁通阀，其接收来自所述滤罐抽取阀的燃料蒸气，其中当所述燃料蒸气控制系统以所述自然吸气模式操作时，所述燃料蒸气被所述旁通阀引导至所述进气歧管。
36.根据一个实施例，当以所述增压模式操作时，所述旁通阀由再循环空气和燃料蒸气关闭，以将所述空气和燃料蒸气引导至所述进气系统。
37.根据本发明，提供了一种用于具有涡轮增压器的发动机的燃料蒸气抽取系统，其具有：滤罐，所述滤罐适于从燃料箱收集燃料蒸气；在所述滤罐的下游的滤罐抽取阀；喷射器，其通过所述滤罐抽取阀从所述滤罐接收燃料蒸气；第一蒸气抽取路径，其将所述燃料蒸气引导至所述发动机的进气歧管；第二蒸气抽取路径，其将燃料蒸气引导至进气系统；以及在所述喷射器下游的止回阀，其接收来自所述喷射器的燃料蒸气并且将所述燃料蒸气供应至所述进气系统，其中所述止回阀集成至所述进气系统中，所述止回阀的入口部分至少部分地设置在所述进气系统壳体的外部，其中当所述进气系统在增压模式中时，所述止回阀打开，当所述发动机在自然吸气模式中时，所述止回阀关闭，并且当在所述燃料蒸气抽吸系统中发生真空损失时，所述止回阀关闭。
38.根据一个实施例，所述止回阀包括在所述涡轮增压器的上游集成至所述进气系统壳体或导管中的杯、隔膜和隔膜引导件，并且所述止回阀的入口部分设置在所述导管的外部，其中当所述入口部分破裂或移位时，可以检测到泄漏，并且所述杯、所述止回阀隔膜和所述隔膜引导件将保持密封。
39.根据一个实施例，本发明的特征还在于：诊断算法，其监测真空传感器，所述真空传感器检测来自所述燃料蒸气抽取系统的泄漏。
40.根据一个实施例，所述真空传感器可以选自以下所组成的组：燃料箱压力传感器；以及歧管空气压力传感器。
41.根据一个实施例，本发明的特征还在于：在所述滤罐抽取阀下游的所述喷射器中的旁通阀，其接收来自所述滤罐抽取阀的燃料蒸气，其中当所述燃料蒸气抽取系统以所述自然吸气模式操作时，所述燃料蒸气被所述旁通阀引导至所述进气歧管。
42.根据一个实施例，当以所述增压模式操作时，所述旁通阀由再循环空气和燃料蒸气关闭，以将所述空气和燃料蒸气引导至所述进气系统。
43.根据本发明，提供了一种燃料蒸气抽取设备，其具有：进气系统，所述进气系统具有限定开口的壳体，其中所述壳体适于封闭在所述开口下游的气流增压设备；以及止回阀，
所述止回阀包括一体附接到所述开口的基座杯部分、隔膜和隔膜引导件，其中所述止回阀包括将燃料蒸气引导至所述隔膜的入口部分，并且其中当所述入口部分泄漏燃料蒸气时，所述隔膜维持与所述基座杯部分的密封。
44.根据一个实施例，本发明的特征还在于：滤罐，所述滤罐封闭用于从车辆燃料系统收集燃料蒸气的吸附剂；滤罐抽取阀，所述滤罐抽取阀用于抽取从所述滤罐接收的燃料蒸气；以及喷射器，所述喷射器从所述滤罐抽取阀接收燃料蒸气，所述喷射器在自然吸气模式中将所述燃料蒸气引导至发动机的进气歧管，其中所述喷射器在进气模式中将燃料蒸气引导至所述止回阀。
45.根据一个实施例，所述基座杯部分和所述隔膜引导件通过选自基本上由以下所组成的组的永久连接而接合到所述壳体：超声波焊接；热焊接；以及粘合剂粘合。
46.根据一个实施例，所述隔膜可移动地保持在所述基座杯部分和所述隔膜引导件之间以在关闭位置和打开位置之间移动，其中在关闭位置中，防止将燃料蒸气引导至所述进气系统中，并且其中在打开位置中，将燃料蒸气引导至进气系统中。
47.根据一个实施例，与当在所述止回阀上游发生燃料蒸气泄漏时，在所述止回阀的所述入口部分中的较高的压力相比，所述隔膜被以增压模式操作的所述进气系统内部的较低的压力保持在所述关闭位置中。
48.根据一个实施例，基于在所述止回阀上游的真空水平由诊断算法检测在所述止回阀上游的燃料蒸气的泄漏。