发动机真空系统的制作方法
专利名称：发动机真空系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆的高效真空系统。
背景技术：
真空可用来运行车辆的各种装置或协助车辆的各种装置的运行。例如，真空可被用来协助驾驶员应用车辆的制动器。在一些车辆系统中，真空由真空泵提供。一些真空泵由马达电动地驱动，而其他真空泵则由车辆的发动机机械地驱动。发动机驱动真空泵可比电驱动真空泵更高效地运行；但是，机械驱动真空泵的运行受到发动机运行的限制。例如，机械驱动真空泵在发动机不转动时不泵取空气。另一方面，电驱动真空泵可不用顾及发动机的运行而被启动和停止，使得发动机燃料经济性可被升高；然而，电驱动泵比机械驱动真 空泵效率更低。因此，在改进电驱动真空泵和机械驱动真空泵二者的运行上还存在机会。
实用新型内容本发明人在此已经认识到上述缺点并且已经研究了解决现有技术中存在的技术问题的发动机真空系统，该系统包括发动机；与发动机以及真空储蓄器流体连通的电驱动真空泵，电驱动真空泵的真空泵出口与发动机的曲轴箱或汽缸盖的气门盖的内部区域流体连通。通过将电驱动真空泵的出口引导至发动机内部区域，可以使用发动机油来润滑该机构并且湿润电驱动泵的抽送腔室密封，从而泵具有较高的抽送效率而没有增加车辆的排放。例如，空气可通过电驱动真空泵按需从真空储蓄器被抽取至发动机曲轴箱。用来湿密封真空泵的油可被沉积到发动机曲轴箱中，并且自真空储蓄器的空气可经由曲轴箱强制通风(PCV)系统被引导到发动机汽缸，从而参与空气燃料混合物的燃烧。以此方式，电驱动真空泵的抽取效率能被升高而不增加发动机的排放。在其他示例中，自带有油湿抽送腔室的发动机驱动真空泵排出的空气能被引导至由汽缸盖的气门盖包围的发动机区域以降低车辆的排放。气门盖包围气门传动系并且限制油和其他物质流动至大气。根据本实用新型的另一个方面，提供一种发动机真空系统，其特征在于，包括发动机；电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。根据本实用新型的一个实施例，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的内部，并且所述真空消耗器是真空储蓄器。根据本实用新型的另一个实施例，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的外部。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，所述油浸内部区域是曲轴箱或汽缸盖气门盖，并且还包括被配置为将发动机油从所述发动机输送至所述电驱动真空泵的导管。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括沿所述导管的长度定位的控制阀。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。根据本实用新型又一个方面，提供一种发动机真空系统，其特征在于，包括发动机；被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。根据本实用新型的另一个实施例，其特征在于，所述真空泵是通过发动机油润滑的发动机驱动真空泵。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述真空泵联接至发动机油泵。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气输出口联接至所述曲轴箱或汽缸气门盖的导管。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气入口联接至真空储蓄器的导管。本说明书提供了几个优点。具体地，该方法能够改进具有油湿密封的电驱动真空泵和发动机(机械)驱动真空泵的运行。此外，该方法能够降低具有真空泵的车辆的排放。此外，该方法可在一些情况下可以提供改进的真空泵控制。本说明书的以上优点和其他优点和特征可在单独参考以下具体实施方式
或结合附图参考时将轻易显而易见。应理解提供以上概要以通过简化的形式引入在具体实施方式
中被进一步说明的一系列概念。这并不意味着识别所要保护主题的关键或重要特征，其范围仅由随附的权利要求书限定。此外，所要保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
图I示出发动机的示意图；图2示出发动机运行过程中有关的激励信号；图3示出用于运行真空泵的方法的高级流程图；以及图4示出用于在选择的发动机工况下运行真空泵的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书涉及提供真空用作介质以协助致动器操作。图I示出产生用来协助致动器操作的真空的一个示例系统。图2示出当根据图3和图4的方法控制储蓄器内的真空时有关的激励信号，储蓄器供给能量以协助制动器操作。参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中一个汽缸被示出在图I中，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36置于其中并被连接至曲轴40。燃烧室30被示出通过各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮52操作。可替代地，进气门和排气门的一个或多个可由机电控制的气门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。进气门52和排气门54被包围在汽缸盖的气门盖38内，其可被密封隔离大气。曲轴40位于曲轴箱34中，发动机油泵146同样位于曲轴箱34中。发动机油泵供给发动机油以润滑进气门52、排气门54、进气凸轮51、排气凸轮53和真空泵141。气门144由控制器12电启动或停用并且选择性允许油从发动机10流至真空泵141。在其他示例中，发动机油可通过重力输送被供给至真空泵141。例如，油泵146能够供给油至进气凸轮51和排气凸轮53。油可从进气凸轮51和排气凸轮53通过真空泵141经由导管(未示出)返回至曲轴箱34。在其他示例中，真空泵能够从发动机油泵中 抽取它们本身的润滑和密封的油。燃料喷射器66被示出定位为直接向汽缸30内喷射燃料，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可被喷射至进气道，这被本领域的技术人员称作进气道喷射。燃料喷射器66输送与自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未不出)。燃料喷射器66被供给自响应于控制器12的驱动器68的运行电流。此外，进气歧管44被示出与可选电子节气门62连通，可选电子节气门62调整节流板64的位置以控制从进气增压腔室46到进气歧管44的空气流动。压缩机162从空气进气装置42抽取空气以供给增压腔室46。排气使涡轮机164旋转，涡轮机164经由轴160被联接至压缩机162。真空运行的废气门致动器72允许排气旁通涡轮机164从而增压压力能够在改变工况的情况下被控制。真空经由真空储蓄器139通过导管(未示出)被供给至废气门致动器72。真空还可被供给至真空致动的压缩机旁通阀。真空泵141经由导管147提供真空至制动器增压器140。止回阀149限制从真空泵141到制动器增压器140的空气流动，并且允许从制动器增压器140至真空泵141的空气流动。额外的真空容量由真空储蓄器139提供。制动器增压器140包括内部真空储蓄器并且它放大了由脚152经由制动器踏板150提供的力，从而控制汽缸148以用于应用车辆的制动器(未不出)。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出联接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置均带有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。控制器12在图I中被显示为常规的微计算机，包括微处理器单元(CPU) 102，输入/输出口(I/O) 104，只读存储器(ROM) 106，随机存储器(RAM) 108，保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。控制器12被显示为接收自联接至发动机10的多个传感器的各种信号，除了先前讨论的那些信号，还包括自联接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却齐IJ温度(ECT);联接至加速器踏板130的位置传感器134，用于感测由脚132调整的加速器踏板位置；联接至制动器踏板150的位置传感器154，用于感测制动器踏板位置；用于感测制动器增压器真空的压力传感器146 ;用于确定末端气体点火的爆震传感器(未示出)；自联接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；自传感器120(例如，热线空气流计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及自传感器58的节气门位置测量值。大气压力也可被感测用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每转产生预定数目的相等间隔的脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中，发动机可被联接至混合动力车辆中的电子马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或它们的变型或组合。此外，在一些实施例中，可使用其他发动机构造，例如柴油发动机。在运行中，发动机10内的每个汽缸一般经历一个四冲程的循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般地，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移至汽缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部并且处于该冲程的末期(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置一般被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于该冲程的末期并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小体积 时)的点一般被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称作喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文被称作点火的过程中，喷射的燃料通过已知的点火方式点燃，例如火花塞92，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞的运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以释放燃烧的空燃混合物至排气歧管48并且活塞返回至TDC。注意，以上仅以示例描述，并且进气门和排气门的打开和/或关闭的正时可以改变以便例如提供正或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其他示例。因此，图I的系统提供了发动机真空系统，其包括发动机；与发动机和真空储蓄器流体连通(例如，空气和油)的电驱动真空泵，电驱动真空泵的真空泵排出口与发动机的曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部区域流体连通。发动机真空系统包括其中电驱动真空泵位于发动机内部。发动机真空系统包括其中真空泵位于发动机的外部。发动机真空系统还包括被配置为将发动机油从发动机输送至电驱动真空泵的导管。发动机真空系统还包括沿导管的长度定位的控制阀。发动机真空系统还包括导管，该导管将电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。发动机真空系统还包括控制器，所述控制器包括响应于真空储蓄器内的气压而启动和停用电驱动真空泵的指令。发动机真空系统还包括在发动机的起动期间判断是否起动真空泵的其他指令。图I的系统还提供了发动机真空系统，其包括发动机；被配置为将被泵送的空气输出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵。发动机真空泵系统包括其中真空泵是通过发动机油润滑的电驱动真空泵。发动机真空系统还包括导管，该导管将真空泵联接至发动机油泵。发动机真空系统还包括控制器，所述控制器包括选择性启动真空泵的指令。发动机真空系统还包括将真空泵的的空气输出口联接至曲轴箱或汽缸气门盖的导管。发动机真空系统还包括将真空泵的空气进口联接至真空储蓄器或真空消耗器(例如，制动增压器或废气门致动器)的导管。现在参考图2，发动机运行期间有关的模拟信号被示出。垂直标记TcrT5指明了运行次序期间有关的具体时间。当通过图I的控制器12执行图3-图4的方法时可观察到相似的信号。[0035]从图2顶部的第一图示出关于时间的真空储蓄器压力。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。水平标记204表示真空储蓄器压力的第二阈值水平。水平标记206表示真空储蓄器压力的第一阈值水平。真空储蓄器的真空在图的底部处于较高水平的真空度。低压的存在即为高真空度。从图2顶部的第二图示出关于时间的发动机转速。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。发动机转速在图的底部为其最低值并且朝向图的顶部增长。水平标记208表示期望的发动机怠速。期望的发动机怠速能够随发动机的工况例如发动机的冷却剂温度和自发动机起动的时间而改变。从图2顶部的第三图示出真空泵(例如，图I的真空泵141)的控制命令。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。当信号靠近图的顶部时真空泵的控制为开，当信号靠近图的底部时，真空泵的控制为关。在时间Ttl处，真空泵的压力处于高水平并且在增长。真空储蓄器压力可响应于真 空运行的致动器而升高。例如，当车辆制动器被应用和释放时，真空储蓄器压力可以增加。当真空用于操作涡轮增压器废气门或其他真空操作的致动器时，真空储蓄器压力也可升高。此外，当空气从止回阀或者用于保持真空水平的其他部件渗出时，真空压力也可升高。发动机转速在Ttl处为零并且指示发动机未运转。真空泵控制命令也处于低水平，这指示真空栗在初始是关闭的。在时间T1，真空储蓄器压力超过真空储蓄器压力的第二阈值压力水平204。当真空储蓄器压力超过第二阈值压力水平时，真空泵被命令为开。通过命令真空泵为开，空气从真空储蓄器被抽出，从而真空储蓄器中的压力可被降低。从真空储蓄器中经由真空泵抽出的空气由真空泵排出至发动机的内部区域。在一个示例中，空气从真空泵被排出至发动机曲轴箱。在另一示例中，空气从真空泵被排出到汽缸盖气门盖下的发动机中。空气被排出从而它在再次进入到大气之前必须首先通过发动机。所携带的油雾经由已知的曲轴箱通风机构与空气分离。在一个示例中，空气可排出曲轴箱并且经由发动机PCV系统进入进气空气流。在另一示例中，空气可排出气门盖下方的曲轴箱或者封闭区域。在时间T1和T2之间，真空泵从真空储蓄器中抽取空气。结果，真空储蓄器中的压力下降，由此增大了真空储蓄器内的真空水平。在时间T2，真空储蓄器内的压力降低至小于第一阈值压力水平206的水平。当真空储蓄器的压力水平达到第一阈值压力水平206时，可判断存在期望水平的真空，从而可以关闭真空泵。因此，真空泵在时间T2处被命令关闭。在时间！^和！^之间，真空储蓄器中的压力保持处于或低于第一压力水平206。在时间T3，发动机开始旋转，并且当发动机由起动马达起动时，发动机转速升高至低水平(例如，200RPM)。起动发动机不会升高真空储蓄器压力，因为止回阀用来限制自真空储蓄器的流动。因此，真空泵不必在特殊的发动机起动顺序期间运行。然而，随着时间接近T4，真空储蓄器压力开始升高。压力升高可涉及一个或多个制动器应用和释放事件或者涉及另一个真空操作装置的运行。在时间T4，真空储蓄器中的压力达到第二压力水平204，同时起动机马达继续转动发动机。真空储蓄器压力达到第二压力水平204起动真空请求并且真空泵被打开。当真空泵被打开时，空气从真空储蓄器中被抽取。真空泵保持打开直到真空储蓄器中的压力在时间T5达到第一压力水平206。在该具体的示例中，真空泵在起动期间和发动机转速上升期间(例如，其中发动机转速在发动机起动期间从驱动转速增大至期望的怠速)保持打开。然而，在其他示例中，当发动机正在旋转并且低于怠速时，真空泵被命令关闭。当发动机转速达到怠速时，发动机被命令打开。因此，在一些示例中，真空泵能在发动机起动期间被停用，使得如果真空泵是电驱动的，真空泵不会影响交流发电机的负载。在其他示例中，真空泵能在发动机起动期间或之前被启动，从而至少一些发动机真空可在发动机起动时使用。在时间T5，发动机转速已经达到并且超过期望的发动机怠速208。真空储蓄器中的压力通过起动的真空泵也被降至第一压力水平206。结果，真空泵被停用。因此，图2示出在一个示例发动机起动次序期间有关的信号。图2的真空泵控制描述了在电致动真空泵的发动机起动之前和期间的一个真空泵运行次序。可以看到真空泵可在发动机运行之前将真空提供至真空储蓄器。此外，真空泵可在发动机启动期间根据具体的起动策略被命令打开或关闭。因为自真空泵出口的空气被引导至发动机曲轴箱或者被引导到通过汽缸盖气门盖限制的发动机内部区域，用来湿真空泵密封的发动机油可以被引 导至油能被沉淀到发动机油泵内的发动机区域。因此，到大气的碳氢化合物排放即便是当发动机未运行时仍可被减少。现在参考图3，其示出用于调整真空控制阀的运行的高级流程图。图3的方法可通过图I的控制器12执行。在步骤302，方法300确定发动机的工况。发动机工况包括但不限于发动机转速、发动机负载、真空储蓄器压力、发动机进气歧管压力、进气节气门位置、制动器的致动器位置和期望的发动机扭矩。在发动机工况被确定之后，方法300进行至步骤304。在步骤304，方法300判断真空是否被请求。在一个示例中，当真空储蓄器中的压力大于第一和第二压力水平阈值时可请求真空。例如，第一压力水平阈值可以是较低的压力阈值，其中真空水平压力足够低并且不期望额外的真空压力的降低。第二压力水平阈值可以是这样的压力阈值，其中当真空储蓄器中的压力超过第二压力水平阈值时，请求额外的真空。当真空储蓄器中的压力处于第一压力水平阈值和第二压力水平阈值之间时，真空泵可保持打开或关闭。如果真空泵由于真空储蓄器中的压力处于或低于第一压力水平阈值而被关闭，则真空泵保持关闭直到真空储蓄器中的压力达到第二压力水平阈值。如果真空泵由于真空储蓄器中的压力处于或高于第二压力水平阈值而被打开，则真空泵保持打开直到真空储蓄器中的压力达到第一压力水平阈值。如果方法300判断请求真空，则方法300进行至步骤306。否则，方法300进行至退出。在步骤306，方法300将发动机油供给至真空泵。在一个示例中，发动机油经由发动机油泵从发动机被供给至真空泵。在另一示例中，发动机油经由重力输送器被供给至真空泵。阀可以选择性允许发动机油从发动机流至真空泵。发动机油可被供给至真空泵以润滑泵轴承和泵密封。与具有干密封的真空泵相比较，具有油湿密封的真空泵可以改进真空泵的效率。油可填充泵密封中的空隙并且可降低真空泵的摩擦。在步骤308，方法300从真空储蓄器中抽取空气。真空储蓄器可以是单个储蓄器或者它可包括其他部件，例如制动增压器中的真空储蓄器。真空泵从真空储蓄器中抽取空气并且由此增大了真空系统中的真空度。随着空气从真空储蓄器中抽出，方法300进行至步骤 310。[0051]在步骤310，方法300经由真空泵将从真空储蓄器中抽出的空气排出至发动机的内部区域。在一个示例中，真空泵从真空储蓄器中将空气排出至发动机曲轴箱。在另一示例中，真空泵将空气从真空储蓄器排出至汽缸盖气门盖的内部区域中。在其他示例中，从真空储蓄器中抽出的空气被引导至发动机进气歧管或进气系统。以此方式，从真空储蓄器中抽出的空气能被泵送到发动机的内部区域中，从而空气不会直接流至大气。当空气从真空储蓄器抽出并且被引导至发动机的内部区域时，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖，空气中携带的油可与空气分离。从真空泵排出的空气随后可以被用在空气燃料混合物的燃烧中。以此方式，碳氢化合物可通过发动机和排气系统被处理，从而可向大气排放更少的碳氢化合物。在来自真空泵的空气被排出到发动机的内部区域之后，方法300结束。现在参考图4，其示出在选择的发动机工况期间运行真空泵的方法的流程图。图4的方法可通过图I的控制器12的指令执行。在步骤402，方法400确定发动机的工况。发动机工况包括但不限于发动机转速、发动机负载、真空储蓄器压力、发动机进气歧管压力、进气节气门位置、制动器的致动器位 置和期望的发动机扭矩。在发动机工况被确定之后，方法400进行至步骤404。在步骤404，方法400判断是否存在点火接通。接通状态可由开关判断指示，例如点火开关或起动发动机按钮。接通状态不必包括发动机起动。然而，接通状态可以指示未来起动车辆发动机的意图。如果方法400判断没有接通指示，则方法400返回至步骤402。否则，方法400进行至步骤406。在步骤406,方法400判断是否存在起动发动机的请求。发动机起动请求可由钥匙或至控制器的其他输入启动，并且发动机可经由起动机马达或辅助动力装置起动。如果方法400判断存在发动机起动请求，则方法400进行至步骤408。否则，方法400进行至步骤422。在步骤422，方法400判断是否存在足够的电池能量来运转真空泵。在一个示例中，方法400基于电池电压判断是否存在足够的电池能量来运行真空泵。在另一示例中，方法400基于估计的电池电量状态判断是否存在足够的电池能量来运行真空泵。如果方法400判断存在足够的电池能量来运行真空泵，则方法400进行至步骤424。否则，方法400返回至步骤406。以此方式，方法400可保存电池能量用于起动发动机而不是运行真空泵。在步骤424，方法400判断是否已经起动真空请求。真空请求可响应于真空储蓄器的压力大于预定阈值压力而被启动。在另一示例中，真空请求可通过车辆的装置的起动或停用而被起动。例如，真空请求可响应于制动器踏板的起动或停用而被起动。如果真空被请求，则方法400进行至步骤426。否则，方法400进行至步骤428。在步骤426，方法400起动真空泵并且打开至真空泵的发动机油供给。在一个示例中，真空泵可经由电子命令例如起动晶体管或继电器而被起动。发动机油可通过打开电控阀门而被供给至真空泵。当起动真空泵时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出到发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。由真空泵排出至发动机内部区域的空气能够经由PCV系统被引导至发动机汽缸。从空气中移除碳氢化合物降低了将碳氢化合物传递至大气的可能性。在真空泵被起动之后并且在打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤406。在步骤428，真空泵可通过打开开关或继电器而被关闭或者停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀而被关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器中抽取空气。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400返回至步骤406。在步骤408，方法400判断是否存在足够的电池能量来起动发动机并且运行真空泵。在一个示例中，只要电池电压高于预定阈值电压，方法就可允许真空泵运行。如果在发动机起动之前或期间电池电压小于预定阈值电压，则真空泵可被命令关闭。在其他示例中，方法400可响应于估计的电池电量状态判断是否存在足够的电池能量来起动发动机和运行真空泵。如果判断存在足够的电池能量来起动发动机和运行真空泵，则方法400进行至步骤410。否则，方法400进行至步骤430。在步骤410，方法400起动真空泵，打开至真空泵的发动机油供给，并且起动发动机。如在步骤426描述的，真空泵将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。此外，当起动真空泵时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。通过真空泵被排 出至发动机的内部区域的空气能够经由PCV系统引导至发动机汽缸。在真空泵起动之后并且打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤412。在步骤430，真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给通过关闭电控阀而被关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器抽取空气。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400进行至步骤412。在步骤412,方法400判断发动机是否被起动。在发动机达到预定的发动机起动转速之后发动机可被判断为起动。例如，在超过期望的发动机怠速之后发动机可被确定为起动。如果方法400判断发动机起动，则方法400进行至步骤414。否则，方法400返回至步骤 404。在步骤414,方法400判断真空是否被请求。如在步骤408讨论的,真空请求可响应于真空储蓄器压力大于预定阈值压力而起动真空请求。如果真空被请求，方法400进行至步骤416。否则，方法400进行至步骤432。在步骤432，真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器中抽取空气。在真空泵被停用并且关闭至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤418。在步骤416，方法400起动真空泵并且打开至真空泵的发动机油供给。如在步骤426和步骤410处描述的，真空泵将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。此外，当真空泵被起动时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。由真空泵被排出至发动机的内部区域的空气能够经由PCV系统被引导至发动机汽缸。在真空泵被起动之后并且打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤418。在步骤418，方法400判断是否存在停止发动机的请求。该请求可通过驾驶员或车辆系统(例如，混合动力车辆控制器)启动。如果发动机停止请求没有出现，则方法400进行至步骤414。否则，方法400进行至步骤420。在步骤420，方法400停止真空泵并且关闭至真空泵的发动机油供给。真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀而被关闭。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400进行至结束。[0069]因此，图3-图4的方法提供了用于提供真空的方法，包括从真空储蓄器泵送空气至发动机曲轴箱或发动机气门盖的内部区域，真空储蓄器存储用于协助驾驶员应用车辆的制动器的介质。该方法还包括将空气从发动机曲轴箱或发动机气门盖引导至发动机汽缸并且燃烧空气和燃料的混合物。该方法包括其中空气经由电驱动泵从真空储蓄器泵出。该方法包括其中电驱动泵在第一发动机起动期间被起动并且在第二发动机起动期间被停用。该方法还包括使用发动机油润滑泵，该泵包括联接至真空储蓄器的空气进口。该方法包括其中响应于真空储蓄器的压力大于阈值压力而起动电驱动泵。如本领域的普通技术人员将理解的，在图3-图4中描述的方法可表示任何数目的处理策略中的一个或者多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程以及类似物。因此，所说明的各种步骤或功能可以以所示的顺序实施、并行实施或者在一些情况下被省略。类 似地，该处理的顺序并不是实现在此所述的示例性实施例的目的、特征和优点所必需的，只不过被提供以便于展示以及说明。尽管未明确地说明，但是本领域的普通技术人员将意识到所说明的步骤或功能中的一个或多于一个可以根据所使用的具体策略被重复执行。在此结束该描述。本领域的技术人员阅读了本实用新型后，将在不偏离本实用新型的主旨和范围的情况下想到多种修改和改变。例如，以天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置运行的单缸、L2、L3、L4、L5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可以利用本实用新型的优点。
权利要求1.一种发动机真空系统，其特征在于，包括 发动机； 电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。
2.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的内部，并且所述真空消耗器是真空储蓄器。
3.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的外部。
4.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述油浸内部区域是曲轴箱或汽缸盖气门盖，并且还包括被配置为将发动机油从所述发动机输送至所述电驱动真空泵的导管。
5.如权利要求4所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括沿所述导管的长度定位的控制阀。
6.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。
7.一种发动机真空系统，其特征在于，包括 发动机； 被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。
8.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，所述真空泵是通过发动机油润滑的发动机驱动真空泵。
9.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述真空泵联接至发动机油泵。
10.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气输出口联接至所述曲轴箱或汽缸气门盖的导管。
11.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气入口联接至真空储蓄器的导管。
专利摘要本实用新型公开了带有高效的可选择性运行的真空源的发动机。本实用新型一方面提供一种发动机真空系统，其包括发动机；电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。本实用新型又一个方面提供一种发动机真空系统，其包括发动机；被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。本实用新型的系统可在产生真空时提供改进的效率以及能够降低具有真空泵的车辆的排放等。
文档编号F01M13/02GK202544962SQ20112043406
公开日2012年11月21日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者R·D·普斯夫 申请人:福特环球技术公司
技术领域：
本实用新型涉及车辆的高效真空系统。
背景技术：
真空可用来运行车辆的各种装置或协助车辆的各种装置的运行。例如，真空可被用来协助驾驶员应用车辆的制动器。在一些车辆系统中，真空由真空泵提供。一些真空泵由马达电动地驱动，而其他真空泵则由车辆的发动机机械地驱动。发动机驱动真空泵可比电驱动真空泵更高效地运行；但是，机械驱动真空泵的运行受到发动机运行的限制。例如，机械驱动真空泵在发动机不转动时不泵取空气。另一方面，电驱动真空泵可不用顾及发动机的运行而被启动和停止，使得发动机燃料经济性可被升高；然而，电驱动泵比机械驱动真 空泵效率更低。因此，在改进电驱动真空泵和机械驱动真空泵二者的运行上还存在机会。
实用新型内容本发明人在此已经认识到上述缺点并且已经研究了解决现有技术中存在的技术问题的发动机真空系统，该系统包括发动机；与发动机以及真空储蓄器流体连通的电驱动真空泵，电驱动真空泵的真空泵出口与发动机的曲轴箱或汽缸盖的气门盖的内部区域流体连通。通过将电驱动真空泵的出口引导至发动机内部区域，可以使用发动机油来润滑该机构并且湿润电驱动泵的抽送腔室密封，从而泵具有较高的抽送效率而没有增加车辆的排放。例如，空气可通过电驱动真空泵按需从真空储蓄器被抽取至发动机曲轴箱。用来湿密封真空泵的油可被沉积到发动机曲轴箱中，并且自真空储蓄器的空气可经由曲轴箱强制通风(PCV)系统被引导到发动机汽缸，从而参与空气燃料混合物的燃烧。以此方式，电驱动真空泵的抽取效率能被升高而不增加发动机的排放。在其他示例中，自带有油湿抽送腔室的发动机驱动真空泵排出的空气能被引导至由汽缸盖的气门盖包围的发动机区域以降低车辆的排放。气门盖包围气门传动系并且限制油和其他物质流动至大气。根据本实用新型的另一个方面，提供一种发动机真空系统，其特征在于，包括发动机；电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。根据本实用新型的一个实施例，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的内部，并且所述真空消耗器是真空储蓄器。根据本实用新型的另一个实施例，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的外部。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，所述油浸内部区域是曲轴箱或汽缸盖气门盖，并且还包括被配置为将发动机油从所述发动机输送至所述电驱动真空泵的导管。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括沿所述导管的长度定位的控制阀。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。根据本实用新型又一个方面，提供一种发动机真空系统，其特征在于，包括发动机；被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。根据本实用新型的另一个实施例，其特征在于，所述真空泵是通过发动机油润滑的发动机驱动真空泵。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述真空泵联接至发动机油泵。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气输出口联接至所述曲轴箱或汽缸气门盖的导管。根据本实用新型的又一个实施例，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气入口联接至真空储蓄器的导管。本说明书提供了几个优点。具体地，该方法能够改进具有油湿密封的电驱动真空泵和发动机(机械)驱动真空泵的运行。此外，该方法能够降低具有真空泵的车辆的排放。此外，该方法可在一些情况下可以提供改进的真空泵控制。本说明书的以上优点和其他优点和特征可在单独参考以下具体实施方式
或结合附图参考时将轻易显而易见。应理解提供以上概要以通过简化的形式引入在具体实施方式
中被进一步说明的一系列概念。这并不意味着识别所要保护主题的关键或重要特征，其范围仅由随附的权利要求书限定。此外，所要保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
图I示出发动机的示意图；图2示出发动机运行过程中有关的激励信号；图3示出用于运行真空泵的方法的高级流程图；以及图4示出用于在选择的发动机工况下运行真空泵的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书涉及提供真空用作介质以协助致动器操作。图I示出产生用来协助致动器操作的真空的一个示例系统。图2示出当根据图3和图4的方法控制储蓄器内的真空时有关的激励信号，储蓄器供给能量以协助制动器操作。参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中一个汽缸被示出在图I中，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36置于其中并被连接至曲轴40。燃烧室30被示出通过各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮52操作。可替代地，进气门和排气门的一个或多个可由机电控制的气门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。进气门52和排气门54被包围在汽缸盖的气门盖38内，其可被密封隔离大气。曲轴40位于曲轴箱34中，发动机油泵146同样位于曲轴箱34中。发动机油泵供给发动机油以润滑进气门52、排气门54、进气凸轮51、排气凸轮53和真空泵141。气门144由控制器12电启动或停用并且选择性允许油从发动机10流至真空泵141。在其他示例中，发动机油可通过重力输送被供给至真空泵141。例如，油泵146能够供给油至进气凸轮51和排气凸轮53。油可从进气凸轮51和排气凸轮53通过真空泵141经由导管(未示出)返回至曲轴箱34。在其他示例中，真空泵能够从发动机油泵中 抽取它们本身的润滑和密封的油。燃料喷射器66被示出定位为直接向汽缸30内喷射燃料，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可被喷射至进气道，这被本领域的技术人员称作进气道喷射。燃料喷射器66输送与自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未不出)。燃料喷射器66被供给自响应于控制器12的驱动器68的运行电流。此外，进气歧管44被示出与可选电子节气门62连通，可选电子节气门62调整节流板64的位置以控制从进气增压腔室46到进气歧管44的空气流动。压缩机162从空气进气装置42抽取空气以供给增压腔室46。排气使涡轮机164旋转，涡轮机164经由轴160被联接至压缩机162。真空运行的废气门致动器72允许排气旁通涡轮机164从而增压压力能够在改变工况的情况下被控制。真空经由真空储蓄器139通过导管(未示出)被供给至废气门致动器72。真空还可被供给至真空致动的压缩机旁通阀。真空泵141经由导管147提供真空至制动器增压器140。止回阀149限制从真空泵141到制动器增压器140的空气流动，并且允许从制动器增压器140至真空泵141的空气流动。额外的真空容量由真空储蓄器139提供。制动器增压器140包括内部真空储蓄器并且它放大了由脚152经由制动器踏板150提供的力，从而控制汽缸148以用于应用车辆的制动器(未不出)。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出联接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置均带有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。控制器12在图I中被显示为常规的微计算机，包括微处理器单元(CPU) 102，输入/输出口(I/O) 104，只读存储器(ROM) 106，随机存储器(RAM) 108，保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。控制器12被显示为接收自联接至发动机10的多个传感器的各种信号，除了先前讨论的那些信号，还包括自联接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却齐IJ温度(ECT);联接至加速器踏板130的位置传感器134，用于感测由脚132调整的加速器踏板位置；联接至制动器踏板150的位置传感器154，用于感测制动器踏板位置；用于感测制动器增压器真空的压力传感器146 ;用于确定末端气体点火的爆震传感器(未示出)；自联接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；自传感器120(例如，热线空气流计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及自传感器58的节气门位置测量值。大气压力也可被感测用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每转产生预定数目的相等间隔的脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中，发动机可被联接至混合动力车辆中的电子马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或它们的变型或组合。此外，在一些实施例中，可使用其他发动机构造，例如柴油发动机。在运行中，发动机10内的每个汽缸一般经历一个四冲程的循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般地，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移至汽缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部并且处于该冲程的末期(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置一般被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于该冲程的末期并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小体积 时)的点一般被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称作喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文被称作点火的过程中，喷射的燃料通过已知的点火方式点燃，例如火花塞92，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞的运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以释放燃烧的空燃混合物至排气歧管48并且活塞返回至TDC。注意，以上仅以示例描述，并且进气门和排气门的打开和/或关闭的正时可以改变以便例如提供正或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其他示例。因此，图I的系统提供了发动机真空系统，其包括发动机；与发动机和真空储蓄器流体连通(例如，空气和油)的电驱动真空泵，电驱动真空泵的真空泵排出口与发动机的曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部区域流体连通。发动机真空系统包括其中电驱动真空泵位于发动机内部。发动机真空系统包括其中真空泵位于发动机的外部。发动机真空系统还包括被配置为将发动机油从发动机输送至电驱动真空泵的导管。发动机真空系统还包括沿导管的长度定位的控制阀。发动机真空系统还包括导管，该导管将电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。发动机真空系统还包括控制器，所述控制器包括响应于真空储蓄器内的气压而启动和停用电驱动真空泵的指令。发动机真空系统还包括在发动机的起动期间判断是否起动真空泵的其他指令。图I的系统还提供了发动机真空系统，其包括发动机；被配置为将被泵送的空气输出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵。发动机真空泵系统包括其中真空泵是通过发动机油润滑的电驱动真空泵。发动机真空系统还包括导管，该导管将真空泵联接至发动机油泵。发动机真空系统还包括控制器，所述控制器包括选择性启动真空泵的指令。发动机真空系统还包括将真空泵的的空气输出口联接至曲轴箱或汽缸气门盖的导管。发动机真空系统还包括将真空泵的空气进口联接至真空储蓄器或真空消耗器(例如，制动增压器或废气门致动器)的导管。现在参考图2，发动机运行期间有关的模拟信号被示出。垂直标记TcrT5指明了运行次序期间有关的具体时间。当通过图I的控制器12执行图3-图4的方法时可观察到相似的信号。[0035]从图2顶部的第一图示出关于时间的真空储蓄器压力。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。水平标记204表示真空储蓄器压力的第二阈值水平。水平标记206表示真空储蓄器压力的第一阈值水平。真空储蓄器的真空在图的底部处于较高水平的真空度。低压的存在即为高真空度。从图2顶部的第二图示出关于时间的发动机转速。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。发动机转速在图的底部为其最低值并且朝向图的顶部增长。水平标记208表示期望的发动机怠速。期望的发动机怠速能够随发动机的工况例如发动机的冷却剂温度和自发动机起动的时间而改变。从图2顶部的第三图示出真空泵(例如，图I的真空泵141)的控制命令。时间从图的左侧开始并且向右侧增长。当信号靠近图的顶部时真空泵的控制为开，当信号靠近图的底部时，真空泵的控制为关。在时间Ttl处，真空泵的压力处于高水平并且在增长。真空储蓄器压力可响应于真 空运行的致动器而升高。例如，当车辆制动器被应用和释放时，真空储蓄器压力可以增加。当真空用于操作涡轮增压器废气门或其他真空操作的致动器时，真空储蓄器压力也可升高。此外，当空气从止回阀或者用于保持真空水平的其他部件渗出时，真空压力也可升高。发动机转速在Ttl处为零并且指示发动机未运转。真空泵控制命令也处于低水平，这指示真空栗在初始是关闭的。在时间T1，真空储蓄器压力超过真空储蓄器压力的第二阈值压力水平204。当真空储蓄器压力超过第二阈值压力水平时，真空泵被命令为开。通过命令真空泵为开，空气从真空储蓄器被抽出，从而真空储蓄器中的压力可被降低。从真空储蓄器中经由真空泵抽出的空气由真空泵排出至发动机的内部区域。在一个示例中，空气从真空泵被排出至发动机曲轴箱。在另一示例中，空气从真空泵被排出到汽缸盖气门盖下的发动机中。空气被排出从而它在再次进入到大气之前必须首先通过发动机。所携带的油雾经由已知的曲轴箱通风机构与空气分离。在一个示例中，空气可排出曲轴箱并且经由发动机PCV系统进入进气空气流。在另一示例中，空气可排出气门盖下方的曲轴箱或者封闭区域。在时间T1和T2之间，真空泵从真空储蓄器中抽取空气。结果，真空储蓄器中的压力下降，由此增大了真空储蓄器内的真空水平。在时间T2，真空储蓄器内的压力降低至小于第一阈值压力水平206的水平。当真空储蓄器的压力水平达到第一阈值压力水平206时，可判断存在期望水平的真空，从而可以关闭真空泵。因此，真空泵在时间T2处被命令关闭。在时间！^和！^之间，真空储蓄器中的压力保持处于或低于第一压力水平206。在时间T3，发动机开始旋转，并且当发动机由起动马达起动时，发动机转速升高至低水平(例如，200RPM)。起动发动机不会升高真空储蓄器压力，因为止回阀用来限制自真空储蓄器的流动。因此，真空泵不必在特殊的发动机起动顺序期间运行。然而，随着时间接近T4，真空储蓄器压力开始升高。压力升高可涉及一个或多个制动器应用和释放事件或者涉及另一个真空操作装置的运行。在时间T4，真空储蓄器中的压力达到第二压力水平204，同时起动机马达继续转动发动机。真空储蓄器压力达到第二压力水平204起动真空请求并且真空泵被打开。当真空泵被打开时，空气从真空储蓄器中被抽取。真空泵保持打开直到真空储蓄器中的压力在时间T5达到第一压力水平206。在该具体的示例中，真空泵在起动期间和发动机转速上升期间(例如，其中发动机转速在发动机起动期间从驱动转速增大至期望的怠速)保持打开。然而，在其他示例中，当发动机正在旋转并且低于怠速时，真空泵被命令关闭。当发动机转速达到怠速时，发动机被命令打开。因此，在一些示例中，真空泵能在发动机起动期间被停用，使得如果真空泵是电驱动的，真空泵不会影响交流发电机的负载。在其他示例中，真空泵能在发动机起动期间或之前被启动，从而至少一些发动机真空可在发动机起动时使用。在时间T5，发动机转速已经达到并且超过期望的发动机怠速208。真空储蓄器中的压力通过起动的真空泵也被降至第一压力水平206。结果，真空泵被停用。因此，图2示出在一个示例发动机起动次序期间有关的信号。图2的真空泵控制描述了在电致动真空泵的发动机起动之前和期间的一个真空泵运行次序。可以看到真空泵可在发动机运行之前将真空提供至真空储蓄器。此外，真空泵可在发动机启动期间根据具体的起动策略被命令打开或关闭。因为自真空泵出口的空气被引导至发动机曲轴箱或者被引导到通过汽缸盖气门盖限制的发动机内部区域，用来湿真空泵密封的发动机油可以被引 导至油能被沉淀到发动机油泵内的发动机区域。因此，到大气的碳氢化合物排放即便是当发动机未运行时仍可被减少。现在参考图3，其示出用于调整真空控制阀的运行的高级流程图。图3的方法可通过图I的控制器12执行。在步骤302，方法300确定发动机的工况。发动机工况包括但不限于发动机转速、发动机负载、真空储蓄器压力、发动机进气歧管压力、进气节气门位置、制动器的致动器位置和期望的发动机扭矩。在发动机工况被确定之后，方法300进行至步骤304。在步骤304，方法300判断真空是否被请求。在一个示例中，当真空储蓄器中的压力大于第一和第二压力水平阈值时可请求真空。例如，第一压力水平阈值可以是较低的压力阈值，其中真空水平压力足够低并且不期望额外的真空压力的降低。第二压力水平阈值可以是这样的压力阈值，其中当真空储蓄器中的压力超过第二压力水平阈值时，请求额外的真空。当真空储蓄器中的压力处于第一压力水平阈值和第二压力水平阈值之间时，真空泵可保持打开或关闭。如果真空泵由于真空储蓄器中的压力处于或低于第一压力水平阈值而被关闭，则真空泵保持关闭直到真空储蓄器中的压力达到第二压力水平阈值。如果真空泵由于真空储蓄器中的压力处于或高于第二压力水平阈值而被打开，则真空泵保持打开直到真空储蓄器中的压力达到第一压力水平阈值。如果方法300判断请求真空，则方法300进行至步骤306。否则，方法300进行至退出。在步骤306，方法300将发动机油供给至真空泵。在一个示例中，发动机油经由发动机油泵从发动机被供给至真空泵。在另一示例中，发动机油经由重力输送器被供给至真空泵。阀可以选择性允许发动机油从发动机流至真空泵。发动机油可被供给至真空泵以润滑泵轴承和泵密封。与具有干密封的真空泵相比较，具有油湿密封的真空泵可以改进真空泵的效率。油可填充泵密封中的空隙并且可降低真空泵的摩擦。在步骤308，方法300从真空储蓄器中抽取空气。真空储蓄器可以是单个储蓄器或者它可包括其他部件，例如制动增压器中的真空储蓄器。真空泵从真空储蓄器中抽取空气并且由此增大了真空系统中的真空度。随着空气从真空储蓄器中抽出，方法300进行至步骤 310。[0051]在步骤310，方法300经由真空泵将从真空储蓄器中抽出的空气排出至发动机的内部区域。在一个示例中，真空泵从真空储蓄器中将空气排出至发动机曲轴箱。在另一示例中，真空泵将空气从真空储蓄器排出至汽缸盖气门盖的内部区域中。在其他示例中，从真空储蓄器中抽出的空气被引导至发动机进气歧管或进气系统。以此方式，从真空储蓄器中抽出的空气能被泵送到发动机的内部区域中，从而空气不会直接流至大气。当空气从真空储蓄器抽出并且被引导至发动机的内部区域时，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖，空气中携带的油可与空气分离。从真空泵排出的空气随后可以被用在空气燃料混合物的燃烧中。以此方式，碳氢化合物可通过发动机和排气系统被处理，从而可向大气排放更少的碳氢化合物。在来自真空泵的空气被排出到发动机的内部区域之后，方法300结束。现在参考图4，其示出在选择的发动机工况期间运行真空泵的方法的流程图。图4的方法可通过图I的控制器12的指令执行。在步骤402，方法400确定发动机的工况。发动机工况包括但不限于发动机转速、发动机负载、真空储蓄器压力、发动机进气歧管压力、进气节气门位置、制动器的致动器位 置和期望的发动机扭矩。在发动机工况被确定之后，方法400进行至步骤404。在步骤404，方法400判断是否存在点火接通。接通状态可由开关判断指示，例如点火开关或起动发动机按钮。接通状态不必包括发动机起动。然而，接通状态可以指示未来起动车辆发动机的意图。如果方法400判断没有接通指示，则方法400返回至步骤402。否则，方法400进行至步骤406。在步骤406,方法400判断是否存在起动发动机的请求。发动机起动请求可由钥匙或至控制器的其他输入启动，并且发动机可经由起动机马达或辅助动力装置起动。如果方法400判断存在发动机起动请求，则方法400进行至步骤408。否则，方法400进行至步骤422。在步骤422，方法400判断是否存在足够的电池能量来运转真空泵。在一个示例中，方法400基于电池电压判断是否存在足够的电池能量来运行真空泵。在另一示例中，方法400基于估计的电池电量状态判断是否存在足够的电池能量来运行真空泵。如果方法400判断存在足够的电池能量来运行真空泵，则方法400进行至步骤424。否则，方法400返回至步骤406。以此方式，方法400可保存电池能量用于起动发动机而不是运行真空泵。在步骤424，方法400判断是否已经起动真空请求。真空请求可响应于真空储蓄器的压力大于预定阈值压力而被启动。在另一示例中，真空请求可通过车辆的装置的起动或停用而被起动。例如，真空请求可响应于制动器踏板的起动或停用而被起动。如果真空被请求，则方法400进行至步骤426。否则，方法400进行至步骤428。在步骤426，方法400起动真空泵并且打开至真空泵的发动机油供给。在一个示例中，真空泵可经由电子命令例如起动晶体管或继电器而被起动。发动机油可通过打开电控阀门而被供给至真空泵。当起动真空泵时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出到发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。由真空泵排出至发动机内部区域的空气能够经由PCV系统被引导至发动机汽缸。从空气中移除碳氢化合物降低了将碳氢化合物传递至大气的可能性。在真空泵被起动之后并且在打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤406。在步骤428，真空泵可通过打开开关或继电器而被关闭或者停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀而被关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器中抽取空气。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400返回至步骤406。在步骤408，方法400判断是否存在足够的电池能量来起动发动机并且运行真空泵。在一个示例中，只要电池电压高于预定阈值电压，方法就可允许真空泵运行。如果在发动机起动之前或期间电池电压小于预定阈值电压，则真空泵可被命令关闭。在其他示例中，方法400可响应于估计的电池电量状态判断是否存在足够的电池能量来起动发动机和运行真空泵。如果判断存在足够的电池能量来起动发动机和运行真空泵，则方法400进行至步骤410。否则，方法400进行至步骤430。在步骤410，方法400起动真空泵，打开至真空泵的发动机油供给，并且起动发动机。如在步骤426描述的，真空泵将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。此外，当起动真空泵时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。通过真空泵被排 出至发动机的内部区域的空气能够经由PCV系统引导至发动机汽缸。在真空泵起动之后并且打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤412。在步骤430，真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给通过关闭电控阀而被关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器抽取空气。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400进行至步骤412。在步骤412,方法400判断发动机是否被起动。在发动机达到预定的发动机起动转速之后发动机可被判断为起动。例如，在超过期望的发动机怠速之后发动机可被确定为起动。如果方法400判断发动机起动，则方法400进行至步骤414。否则，方法400返回至步骤 404。在步骤414,方法400判断真空是否被请求。如在步骤408讨论的,真空请求可响应于真空储蓄器压力大于预定阈值压力而起动真空请求。如果真空被请求，方法400进行至步骤416。否则，方法400进行至步骤432。在步骤432，真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀关闭。停用真空泵阻止通过真空泵从真空储蓄器中抽取空气。在真空泵被停用并且关闭至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤418。在步骤416，方法400起动真空泵并且打开至真空泵的发动机油供给。如在步骤426和步骤410处描述的，真空泵将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。此外，当真空泵被起动时，空气开始从真空储蓄器和真空系统中被抽出。真空泵还将空气排出至发动机的内部区域，例如曲轴箱或汽缸盖气门盖的内部。由真空泵被排出至发动机的内部区域的空气能够经由PCV系统被引导至发动机汽缸。在真空泵被起动之后并且打开至真空泵的发动机油供给之后，方法400进行至步骤418。在步骤418，方法400判断是否存在停止发动机的请求。该请求可通过驾驶员或车辆系统(例如，混合动力车辆控制器)启动。如果发动机停止请求没有出现，则方法400进行至步骤414。否则，方法400进行至步骤420。在步骤420，方法400停止真空泵并且关闭至真空泵的发动机油供给。真空泵可通过打开开关或继电器被关闭或停用。至真空泵的发动机油供给可通过关闭电控阀而被关闭。在真空泵被停用并且至真空泵的发动机油供给被关闭之后，方法400进行至结束。[0069]因此，图3-图4的方法提供了用于提供真空的方法，包括从真空储蓄器泵送空气至发动机曲轴箱或发动机气门盖的内部区域，真空储蓄器存储用于协助驾驶员应用车辆的制动器的介质。该方法还包括将空气从发动机曲轴箱或发动机气门盖引导至发动机汽缸并且燃烧空气和燃料的混合物。该方法包括其中空气经由电驱动泵从真空储蓄器泵出。该方法包括其中电驱动泵在第一发动机起动期间被起动并且在第二发动机起动期间被停用。该方法还包括使用发动机油润滑泵，该泵包括联接至真空储蓄器的空气进口。该方法包括其中响应于真空储蓄器的压力大于阈值压力而起动电驱动泵。如本领域的普通技术人员将理解的，在图3-图4中描述的方法可表示任何数目的处理策略中的一个或者多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程以及类似物。因此，所说明的各种步骤或功能可以以所示的顺序实施、并行实施或者在一些情况下被省略。类 似地，该处理的顺序并不是实现在此所述的示例性实施例的目的、特征和优点所必需的，只不过被提供以便于展示以及说明。尽管未明确地说明，但是本领域的普通技术人员将意识到所说明的步骤或功能中的一个或多于一个可以根据所使用的具体策略被重复执行。在此结束该描述。本领域的技术人员阅读了本实用新型后，将在不偏离本实用新型的主旨和范围的情况下想到多种修改和改变。例如，以天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置运行的单缸、L2、L3、L4、L5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可以利用本实用新型的优点。
权利要求1.一种发动机真空系统，其特征在于，包括 发动机； 电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。
2.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的内部，并且所述真空消耗器是真空储蓄器。
3.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述电驱动真空泵位于所述发动机的外部。
4.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，所述油浸内部区域是曲轴箱或汽缸盖气门盖，并且还包括被配置为将发动机油从所述发动机输送至所述电驱动真空泵的导管。
5.如权利要求4所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括沿所述导管的长度定位的控制阀。
6.如权利要求I所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述电驱动真空泵联接至真空储蓄器和止回阀。
7.一种发动机真空系统，其特征在于，包括 发动机； 被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。
8.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，所述真空泵是通过发动机油润滑的发动机驱动真空泵。
9.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括导管，所述导管将所述真空泵联接至发动机油泵。
10.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气输出口联接至所述曲轴箱或汽缸气门盖的导管。
11.如权利要求7所述的发动机真空系统，其特征在于，还包括将所述真空泵的空气入口联接至真空储蓄器的导管。
专利摘要本实用新型公开了带有高效的可选择性运行的真空源的发动机。本实用新型一方面提供一种发动机真空系统，其包括发动机；电驱动真空泵，其与所述发动机以及真空消耗器流体连通，所述电驱动真空泵的真空泵出口与所述发动机的油浸内部区域流体连通。本实用新型又一个方面提供一种发动机真空系统，其包括发动机；被配置为将所泵送的空气排出至发动机的曲轴箱或汽缸气门盖的内部区域的真空泵，并且所述真空泵被配置为从所述发动机接收油。本实用新型的系统可在产生真空时提供改进的效率以及能够降低具有真空泵的车辆的排放等。
文档编号F01M13/02GK202544962SQ20112043406
公开日2012年11月21日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者R·D·普斯夫 申请人:福特环球技术公司
最新回复(0)