发动机系统的制作方法

发动机系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在发动机系统中绕开进气压缩机的双向的带阀抽吸器。在一个实例中，通过控制抽吸器截流阀可控制穿过抽吸器的动力流以在非增压条件期间提供真空发生以及在增压条件下在产生真空的同时提供压缩机循环流。
【背景技术】
[0002]用涡轮给发动机增压允许发动机提供与较大排量发动机相似的功率。因此，涡轮增压能够扩大发动机的作业区。涡轮增压器通过经由被废气流操作的涡轮机压缩压缩机内的进气来实现功能。在某些条件下，穿过压缩机的流速和压力比能够波动至可导致噪音干扰的值，并且在更严重的情况下，波动至可导致性能问题和压缩机退化的值。通过一个或多个压缩机旁通阀(CBV)可缓解这种压缩机喘振。CBV可将压缩空气从压缩机出口循环至压缩机入口，并且因此在一些实例中可布置于在压缩机的上游和压缩机的下游处连接至的进气口的通道内。在一些实例中，可使用连续的CBV(CCBV)，其提供从压缩机的下游至压缩机的上游的连续且不断的可变循环流。CCBV可提供增压控制和避免压缩机喘振，并且还可防止讨厌的可闻噪音。然而，结合这种阀可对发动机系统增加相当大的组件和操作费用。
[0003]发动机还可包括一个或多个抽吸器，该抽吸器可连接在发动机系统内以利用发动机气流产生真空，以供使用真空驱动的各种真空消耗设备(例如，制动增压器)使用。抽吸器(其可以可选地被称为喷射器、文丘里泵、喷射泵和排泄器)是无源设备，其提供在发动机系统内使用时低成本地产生真空。通过控制穿过抽吸器的动力空气流速可控制在抽吸器处产生的真空量。例如，当组合在发动机进气系统中时，抽吸器使用在其他情况下会因节流而损失的能量产生真空，并且所产生的真空可用于诸如制动增压器的真空动力设备中。
[0004]尽管相较于电驱动或发动机驱动真空泵，抽吸器可以较低成本和提高的效率产生真空，但是可能必须包括抽吸器截流阀以调节穿过抽吸器的流体。通过控制该阀的打开量，流过抽吸器的空气量和空气流速可以变化，从而随着发动机操作条件(诸如进气歧管压力变化)调整真空的产生。然而，再次为发动机系统增加阀可增加相当大的组件和操作成本。此外，然而，常见的抽吸器截流阀的门或闸门在流体在一个方向上穿过阀的期间可以很容易地打开，在相反方向上的流体可在抵抗打开门或闸门的方向上施加力，这样可给阀的操作带来负面影响和/或增加打开阀所需的能量总量。
[0005]此外，一般而言，抽吸器被设计有在单一方向上的音速/超音速膨胀曲线和单个吸入端口以利用在动力流穿过抽吸器的收缩-渐扩喷嘴所产生的真空。为了降低制造成本，该端口可通过注射成型产生，并且可由于插入形成该端口的注射成型工具而具有锐边(例如，垂直于抽吸器的动力流轴线的边)。由于端口的锐边导致的流中断以及由于抽吸器是仅为在一个流方向的音速/超音速膨胀而设计的，穿过这种抽吸器的反向流不可能达到相同的音速/超音速膨胀。
【实用新型内容】
[0006]为了解决至少一些上述问题，本文的发明人已经认识到，将压缩机的入口与进气歧管相连接的抽吸器可包括将抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口以及将抽吸器的歧管侧与真空源相连接的第二吸入端口，并且可设计为从抽吸器的环境侧至歧管侧的膨胀曲线和从抽吸器的歧管侧至环境侧的膨胀曲线均为音速/超音速膨胀曲线。例如，从抽吸器的歧管侧至环境侧的膨胀曲线可调整至接近发动机的常见增压条件的质量流密度。因此，抽吸器在增压条件期间可用作真空产生CBV，使得可从发动机系统中省略专用CBV以有利地降低组件和制造成本。为了最小化可在其他情况下由于额外的吸入端口结合在抽吸器中而导致的流中断，第一吸入端口可相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷，并且第一吸入端口的较靠近抽吸器的喉部的侧面可相对于抽吸器的标称斜面更凸出。
[0007]此外，本文的发明人已经认识到，通过使用径向流抽吸器节气阀可增强穿过抽吸器的双向流。然而，在不离开穿过抽吸器的动力流路径的情况下动力流可进入常见的抽吸器截流阀(例如，这些阀的门或闸门可打开使得动力流可进入与抽吸器的动力流轴线同轴的开口)，动力流可在与穿过抽吸器的动力流的方向相垂直的方向上可进入径向流截流阀。因此，使用径向流截流阀可降低阀的能耗和在使用非径向流抽吸器截流阀时可发生的流中断/反压力。
[0008]因此，本文描述的发动机系统和方法所实现的一些技术效果包括由于省略了专门CBV而降低制造和组件成本、由于使用径向流抽吸器截流阀而降低能耗、以及在增压和非增压条件中的产生真空。
[0009]应该理解，提供的上述概要以简单的方式介绍了将进一步在详细说明书中给出描述的构思的选择。并不旨在确定所要求保护的主题的关键或必要部件，而通过详细说明书后面的权利要求书惟一地限定该主题的范围。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本实用新型的任意部分中的任意缺点的实施方式。
[0010]本实用新型的目的在于提供一种在增压和非增压条件期间均产生真空且低能耗、低成本的发动机系统。
[0011]本实用新型一方面提供了一种发动机系统，包括:抽吸器，将压缩机的入口与进气歧管相连接并且包括将抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口以及将抽吸器的歧管侧与真空源相连接的第二吸入端口，第一吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷；以及与抽吸器串联的径向流抽吸器截流阀。
[0012]根据本实用新型，抽吸器包括位于抽吸器的环境侧和歧管侧之间的喉部，并且其中，第一吸入端口的靠近喉部的侧面相对于抽吸器的标称斜面凸出。
[0013]根据本实用新型，第二吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷，其中，第一吸入端口相反地凹陷第一量，并且其中，第二吸入端口相反地凹陷第二量，第二量小于第一量。
[0014]根据本实用新型，当径向流抽吸器截流阀打开时，进入径向流抽吸器截流阀的流体的方向垂直于穿过抽吸器的动力流的方向。
[0015]根据本实用新型，第一止回阀布置在将第一吸入端口与真空源相连接的第一通道内，并且其中，第二止回阀布置在将第二吸入端口与真空源相连接的第二通道内。
[0016]根据本实用新型，第三通道通过第三止回阀将真空源与进气歧管相连接，并且其中，第四通道在当布置于第四通道内的罐抽取阀打开时将燃料蒸气抽取系统与第一通道和第二通道相连接。
[0017]根据本实用新型，将从抽吸器的歧管侧到环境侧的膨胀曲线调整至接近发动机的常见增压条件的质量流密度。
[0018]根据本实用新型，抽吸器的环境侧截头圆锥形段的长度大于抽吸器的歧管侧截头圆锥形段的长度，并且其中，从抽吸器的环境侧至抽吸器的歧管侧的膨胀曲线和从抽吸器的歧管侧至抽吸器的环境侧的膨胀曲线均为音速/超音速膨胀曲线。
[0019]根据本实用新型，当径向流抽吸器截流阀打开时，基于进气歧管压力和真空罐压力，吸入流进入第一通道、第二通道和第三通道中的一个或多个，并且其中，当罐抽取阀打开并且径向流抽吸器截流阀打开时，基于进气歧管压力和燃料蒸气罐压力，吸入流进入第四通道。
[0020]根据本实用新型，当径向流抽吸器截流阀打开时，吸入流在进气歧管压力小于阈值时进入第二通道而非第一通道，其中，吸入流在进气歧管压力大于阈值时进入第一通道而非第二通道，并且其中，吸入流在真空罐压力大于进气歧管压力时进入第三通道。
[0021]本实用新型的另一方面提供了一种用于发动机的方法，包括:基于发动机真空需求和进气歧管压力，调节穿过带阀抽吸器的动力流流率，带阀抽吸器绕过进气压缩机且具有将抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口和将抽吸器的歧管侧与真空源相连接的第二吸入端口，第一吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷。
[0022]根据本实用新型，调节穿过抽吸器的动力流流率包括调节在抽吸器的环境侧动力端口的上游处与抽吸器串联布置的径向流抽吸器截流阀，并且其中，当径向流抽吸器截流阀打开时，动力流在与抽吸器的动力流轴线垂直的方向上进入径向流抽吸器截流阀。
[0023]根据本实用新型，还包括:在非增压条件期间，当进气歧管压力大于阈值时打开径向流抽吸器截流阀；以及在增压条件期间，当压缩机喘振大于阈值时打开径向流抽吸器截流阀。
[0024]根据本实用新型，还包括:在增压和非增压条件期间响应于对真空补给的迫切需要而打开径向流抽吸器截流阀。
[0025]根据本实用新型，抽吸器还绕开布置在进气压缩机的下游和进气歧管的上游的主节流阀，并且其中，方法还包括基于理想的发动机空气流率调节主节流阀。
[0026]本实用新型的再一方面提供了一种用于发动机的方法，包括:在节流阀故障期间，不能增压并且引导进气穿过带阀抽吸器，带阀抽吸器绕过进气压缩机并且具有将抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口和将抽吸器的歧管侧与真空源相连接的第二吸入端口，第一吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷。
[0027]根据本实用新型，引导进气穿过抽吸器包括打开在抽吸器的环境侧动力端口的上游与抽吸器串联布置的径向流抽吸器截流阀，并且其中，当径向流抽吸器截流阀打开时，动力流在与抽吸器的动力流轴线垂直的方向上进入径向流抽吸器截流阀。
[0028]根据本实用新型，还包括:当节流阀正确运行时，基于发动机真空需求和进气歧管压力控制径向流抽吸器截流阀。
[0029]根据本实用新型，基于发动机真空需求和进气歧管压力控制径向流抽吸器截流阀包括:在非增压条件期间，当进气歧管压力大于阈值时打开径向流抽吸器截流阀；以及在增压条件期间，当压缩机喘振大于阈值时，打开径向流抽吸器截流阀。
[0030]根据本实用新型，还包括:在增压和非增压条件期间响应于对真空补给的迫切需要而打开径向流抽吸器截流阀。
[0031]相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0032]本实用新型的发动机系统，包括抽吸器以及与抽吸器串联的径向流抽吸器截流阀，其中，抽吸器将压缩机的入口与进气歧管相连接并且包括将抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口以及将抽吸器的歧管侧与真空源相连接的第二吸入端口，第一吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷。由此，本实用新型的发动机系统，由于较现有技术省略了专门CBV而降低制造和组件成本，由于使用径向流抽吸器截流阀而降低了能耗，以及能够在增压和非增压条件中的产生真空。
【附图说明】
[0033]图1示出了包括绕过增压设备的双向的带阀抽吸器的示例性发动机系统的第一个实施例的示意图。
[0034]图2示出了可包括在图1的发动机系统中的具有两个吸入端口的双向的带阀抽吸器的详细示意图。
[0035]图2A是抽吸器的环境侧吸入端口的细节图A。
[0036]图2B示出了直接位于径向流抽吸器截流阀的下游的抽吸器装置的横截面的横截面图B。
[0037]图3A示出了在增压条件期间进入图2的双向的带阀抽吸器的吸入流的详细示意图。
[0038]图3B示出了在非增压条件期间进入图2的双向的带阀抽吸器的吸入流的详细示意图。
[0039]图4示出了高级别流程图，其示出了可以接合图1的发动机系统和图2的抽吸器装置实施的程序，用以控制抽吸器截流阀和进气节流阀的操作以获得穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率。
[0040]图5示出了高级别流程图，其示出了可实施用于确定在非增压条件期间穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率的程序，其结合图4和图7的方法一起使用。
[0041]图6示出了高级别流程图，其示出了可实施用于确定在增压条件期间穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率的程序，其结合图4和图7的方法一起使用。
[0042]图7示出了高级别流程 图，其示出了可实施用于控制抽吸器截流阀的程序，其可结合图4至图6的方法一起使用。
【具体实施方式】
[0043]方法和系统被提供用于控制穿过绕开布置在发动机系统(诸如图1所示的发动机系统)的进气口的增压设备的双向的带阀抽吸器(bidirect1nal valved aspirator)的动力流流率。图2至图2B中提供了可包括在图1的发动机系统中的示例性抽吸器的详细视图，并且图3A和图3B分别示出了在增压条件和非增压条件期间的图2的抽吸器的详细视图。根据发动机操作条件，无论节流故障条件是存在以及无论是否主动增压，可实施各种控制以获得穿过双向的带阀抽吸器的理想流率(例如，参照图4的方法)。例如，在非增压条件期间根据图5的方法以及在增压条件期间根据图6的方法可确定穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率。穿过抽吸器装置的理想组合动力流流率在非增压条件期间可取决于真空补给需求和歧管绝对压力(MAP)，而在增压条件期间其可取决于真空补给需求和当前的或预期的压缩机喘振值。然后，例如以图7的方法所示的方式可控制与双向的抽吸器串联布置的抽吸器截流阀(ASOV)的状态/位置以获得理想动力流流率。
[0044]转至参照图1，其示出了包括发动机12的发动机系统10的第一实施例。在本实例中，发动机12是车辆的火花点火发动机，该发动机包括多个汽缸(未不出)。如本领域的技术人员所熟知，每个汽缸中的燃烧事件驱动活塞，该活塞进而转动曲轴。此外，发动机12可包括用于控制多个汽缸中的气体的吸入和排出的多个发动机阀门。
[0045]发动机12包括控制系统46。控制系统46包括控制器50，其可为发动机系统或其内安装有发动机系统的车辆的任意电子控制系统。控制器50可配置成至少部分地基于发动机系统内的一个或多个传感器51的输入做出控制决定，并且可基于控制决定控制致动器52。例如，控制器50可在存储器中存储计算机可读指令，并且可通过指令的执行来控制致动器52。
[0046]发动机12包括发动机进气系统23。进气系统23包括在进气通道18中流体连接至发动机进气歧管24的主进气节流阀22。来自与车辆的环境连通的包括空气过滤阀33的进气系统的空气可进入进气通道18。由控制器50通过提供给包括在主节流阀22内的电机或致动器的信号可改变主节流阀22的位置，这种配置通常被称为电子节流控制。通过这种方式，可操作主节流阀22来改变从增压设备的下游提供至进气歧管和多个发动机汽缸的进气，并且改变在某些条件期间在增压设备的上游处流回进气通道的进气的比例，下文将给出描述。
[0047]然而当不供电时电动节流阀通常被设计为默认为6°或7°开启位置，例如使得发动机可接收足够的气流以完成电流跳闸(有时被称之为“跛行模式”操作)，即使是在电子节流阀控制失效的情况下，节流阀22可具有完全关闭的默认位置。完全关闭的默认位置可与本文描述的双向的带阀抽吸器联合使用，因为穿过抽吸器的动力流在电子节流阀控制失效的情况下可以很充分。通过这种方式，可消除节流阀的浪费的部分打开未供电位置。
[0048]在图1所示的示例性实施例中，质量空气流量(MAF)传感器58连接在进气通道18中以向控制器50提供关于进气通道中质量空气流量的信号。在所述实例中，MAF传感器58提供关于处于空气过滤阀33的上游的进气通道18的入口处的质量空气流量的信号。然而，将会意识到，MAF传感器可连接在进气系统或发动机系统内的任何位置，并且可在进气系统或发动机系统中布置多个MAF传感器。
[0049]传感器60可连接至进气歧管24以向控制器50提供关于歧管绝对压力(MAP)和/或歧管真空(MANVAC)的信号。例如，传感器60可为压力传感器或读取真空的仪表传感器，并且可将如负真空(例如，压力)的数据传输给控制器50。传感器59可在压缩机的上游处连接至进气通道18，以向控制器50提供关于大气压力(BP)的信号。压缩机进口压力(CIP)传感器68可布置在进气通道18和通道95的接合点的下游以及压缩机的上游。CIP传感器68可向控制器50提供关于CIP的信号。
[0050]在一些实例中，额外的压力/真空传感器可连接在发动机系统内的任何位置以向控制器50提供关于发动机系统的其他区域内的压力/真空的信号。
[0051]如图所示，发动机系统10为包括增压设备的增压发动机系统。在本实例中，增压设备是对沿着进气通道18接收到的进气充气进行增压的压缩机90。增压空气冷却器(或中间冷却器)26连接在压缩机90的下游以在传递至进气歧管之前冷却增压的充气。在增压设备为涡轮增压器的实施例中，压缩机90可连接至排气涡轮机(未示出)以及被排气涡轮机所驱动。此外，压缩机90可至少部分地被电机或发动机曲轴所驱动。
[0052]发动机系统10还包括燃油蒸气抽取系统71。燃油蒸气抽取系统71包括燃料箱61，其中存储在发动机12中燃烧的挥发性液体燃料。为了避免从燃料箱中排放出燃料蒸气并进入大气，燃料箱通过燃料蒸气罐63通向大气。燃料蒸气罐可包含具有在吸附状态中明显存储烃基、醇基、和/或酯基燃料的能力的吸附材料；例如，其可填充有活性碳颗粒和/或另一种高表面积材料。然而，燃料蒸气的长时间吸附将最终降低燃料蒸气罐的进一步存储的能力。因此，燃料蒸气罐可被定期地抽取吸附的燃料，如之后给出进一步描述。在图1所示的配置中，罐抽取阀65控制从燃料蒸气罐沿着连接至双向的抽吸器的进气口的吸入通道86抽取燃料蒸气进入进气歧管，下文将给出描述。
[0053]当满足抽取条件时，诸如当罐饱和时，在控制穿过抽吸器的流量的阀门打开期间，通过打开罐抽取阀65可将存储在燃料蒸气罐63内的蒸气抽取至进气系统(根据穿过双向的抽吸器的流体的方向也可在压缩机的上游处抽取至进气通道或抽取至进气歧管24)。尽管示出了单个罐63，但是将会意识到，任意数量的罐可连接在发动机系统10内。在一个实例中，罐抽取阀65可为电磁阀，其中，通过罐抽取电磁阀(canister purge solenoid)的驱动实施阀的打开或关闭。将会意识到，可基于发动机系统内的压差控制阀65 ;例如，当通道86内的压力大于蒸气抽取系统71内的压力时可关闭阀65以防止从通道86回流至蒸气抽取系统71。可基于来自布置在通道86内的压力传感器的信号确定通道86内的压力，或者可选地，基于来自发动机系统内的多个传感器的信号和/或基于发动机操作条件可推断出通道86内的压力。额外地或可选地，止回阀可布置在通道86内以防止回流。
[0054]罐63还包括用于在存储或捕捉来自燃料箱61的燃料蒸气时引导气体从罐63排出至大气的通风管67。通风管67还可在通过通道86将存储的燃料蒸气抽取至进气系统时允许新鲜空气吸入燃料蒸气罐63。尽管该实例示出了通风管67与新鲜的、未加热空气相连通，但是还可使用各种修改方式。通风管67可包括罐排气阀69以调整罐63和大气之间的空气和蒸气流。如图所示，压力传感器49可布置在罐63内且可向控制器50提供关于罐内压力的信号。在其他实例中，压力传感器49可布置在任何位置，例如在通道86内。
[0055]发动机系统10还包括双向的带阀抽吸器装置180。在所示实施例中，双向的带阀抽吸器装置180包括抽吸器150，其可为喷射器、吸气器、排泄器、喷射泵、或类似的无源器件。与在非增压条件期间单独产生真空的结合在发动机系统中的抽吸器相比，抽吸器150可相对较大以容纳可在压缩机喘振期间发生的大量反向动力流(high level of reversemotive flow)。
[0056]通道95将抽吸器装置180在空气过滤器33的下游和压缩机90的上游的一点处连接至进气通道18。此外，如图1所示，通道87将抽吸器装置180与进气歧管24连接。抽吸器150为包括环境侧动力端口、歧管侧动力端口、环境侧吸入端口和歧管侧吸入端口的四端口设备。例如，如图2的详细视图中可见，抽吸器150可包括环境侧动力端口 153、歧管侧动力端口 157、环境侧吸入端口 156和歧管侧吸入端口 154。如下文进一步所述，动力流穿过抽吸器在抽吸器的一个吸入端口处产生吸入流(根据动力流方向)，从而产生真空，例如其可存储在真空罐内且提供至发动机系统的各个真空消耗部件。抽吸器150可具有流动几何特性，其使在两个方向的动力流期间均能够产生真空:从环境侧动力端口至歧管侧动力端口的动力流(其可被称为穿过抽吸器的“正向流”)可通过引起吸入流进入歧管侧吸入端口来产生真空，反之，从歧管侧动力端口至环境侧动力端口的动力流(其可被称为穿过抽吸器的“反向流”)可通过引起吸入流进入环境侧吸入端口来产生真空。例如，由图2可知，抽吸器可具有包括两个大致截头圆锥形段的收缩-渐扩几何特性，两个大致截头圆锥形段在其各自的最窄直径端同轴布置且连接在一起以形成单个整体收缩-渐扩文丘里管。截头圆锥形段的两个最窄直径端连接在一起的区域可被称为抽吸器的喉部155 ;因为喉部155可为抽吸器的流道直径最窄的地方，所以穿过抽吸器150的动力流的最大收缩会发生在喉部155处。
[0057]被设计为便宜且快速制造并且用于具有单向流的系统中的常见的抽吸器的收缩部分可具有方形角漏斗。然而，这样的结构，流动几何特性可能不适用于本文描述的在正向动力流和反向动力流期间必须实现理想的操作的双向的抽吸器。例如，本文描述的双向的抽吸器需要两个方向上的动力流具有音速/超音速膨胀曲线(sonic/supersonicexpans1n curve) ο用于抽吸器的环境(聚合)部分的曲线由于在反向流穿过抽吸器的期间抽吸器的该部分的功能(其可发生在根据ASOV的状态的增压条件期间)而可能需要被认真地调整至接近发动机的常见增压条件的质量流密度。在一个实例中，发动机的常见增压条件可包括1.0至1.5L涡轮增压发动机驱动中型车辆达到每小时100公里的速度。
[0058]将会意识到，为了在反向流穿过抽吸器期间产生高于环境的真空，可能需要明显的增压来产生膨胀侧的合适流速。所需的增压量和定期性可用的增压量取决于所使用的发动机和车辆。对于具有低排量发动机的大型车辆而言，该车辆将通常以最大增压被操作，并因此调整抽吸器的环境部分可为一步工艺，原因是该设计可基于以从节流孔(orifice)排出的单一密度超音速膨胀的空气。然而，对于具有中等排量的车辆而言，制造工艺必须在抽吸器的发动机(例如，歧管)侧上设置一些匹配接缝并且必须避免毛刺侵入流体(例如，当实施常见的注射成型时可发生毛刺侵入)。此外，在这种车辆中，可能需要将节流孔出口的形状设计为在巡航条件期间(例如，当以每小时40-60英里的速度在平路上行驶时)保持普通增压级别的理想膨胀。由于不能保证强力音速流(brute force sonic flow)，所以，在适度提速期间有必要仅调整真空增益。
[0059]在所述实例中，抽吸器的环境侧截头圆锥形段具有表示从其最宽直径部分至其最窄直径部分的距离的第一长度。同样地，抽吸器的歧管侧截头圆锥形段具有表示从其最宽直径部分至其最窄直径部分的距离的第二长度，并且如图2所示，第一长度可大于第二长度。此外，形成抽吸器的收缩部分的截头圆锥形段的侧面以与抽吸器的动力流轴线147呈第一角度定向，然而形成抽吸器的渐扩部分的截头圆锥形段的侧面以与动力流轴线147呈第二角度定向，并且第二角度可大于第一角度。这种设计可为在两个方向上穿过抽吸器的流体(例如，正向流和反向流)有利地提供音速/超音速膨胀曲线。然而，在不背离本公开的范围的情况下还可使用抽吸器150的能够在正向流和反向流穿过抽吸器期间产生真空的其他流动几何特性。
[0060]如上所示，抽吸器150包括环境侧吸入端口 156和歧管侧吸入端口 154。环境侧吸入端口 156可设置在抽吸器150的喉部155的环境侧。如上所示，喉部 155处的流道直径可构成抽吸器的最小流道直径，并且因此喉部155可描述为抽吸器的最窄地方。
[0061]如下详述，在增压条件期间，吸入流可进入环境侧吸入端口 156，然而吸入流不可进入歧管侧吸入端口 154，原因是因为抽吸器的特定流动几何特性导致了穿过抽吸器的反向动力流的特性，以及吸入端口的布置和设计。环境侧吸入端口 156可设置在穿过抽吸器的反向动力流为超音速的区域内，或刚好在穿过抽吸器的反向动力流降低至低于音速之前的区域内。端口 156的这种设置可获得最低的可能的静压/动力压组合。与此相反，歧管侧吸入端口 154可设置在抽吸器150的喉部155的歧管侧，相较于抽吸器的渐扩截头圆锥形段的最宽直径部分更靠近抽吸器的渐扩截头圆锥形段的最窄直径部分。例如，端口 154可邻近喉部155设置，但不是太靠近喉部155，从而在增压条件下不会妨碍流体动力学。
[0062]如下进一步详述，在发动机自然吸气条件(非增压条件)期间，吸入流可进入歧管侧吸入端口 154，然而吸入流不可进入环境侧吸入端口 156，原因是因为抽吸器的特定流动几何特性导致了穿过抽吸器的正向动力流的特性，以及抽吸器的吸入端口布置和设计。
[0063]常见的抽吸器吸入端口可设计为便宜且快速制造并且可用于具有单向流(例如，从环境流向进气歧管但不从进气歧管流向环境)的系统内。因此，这种吸入端口可设计有用于简化工具的方形边缘，例如使得该端口定向为垂直于抽吸器的动力流轴线(例如，中心线)。此外，在这样的抽吸器中，可在“顺风向”气流(例如，在喉部的歧管侧上)且邻近渐扩段的中心处布置有单个吸入端口。然而，这种设计在某些操作条件(例如，增压)期间在接收反向流的双向的抽吸器的情况下可能是不利的。例如，在增压相对较低的临界条件期间(使得较少的动力能驱动反向流穿过抽吸器)，由注射成型滑动界面产生的端口的锐边可严重扰乱动力流和真空产生。因此，因为本文描述的抽吸器装置在正向动力流和反向动力流条件下操作，其可能有必要使用环境侧吸入端口定向为不垂直抽吸器的动力流轴线的设计。例如，如上所示，本文的发明人已经认识到，相对于抽吸器的标称斜面来“相反地凹陷(counter sink) ”吸入端口以及保证端口的靠近抽吸器喉部的侧面相对于抽吸器的标称斜面稍微凸出均是有利的。这种设计可用于环境侧吸入端口和歧管侧吸入端口中一个或两个。在用于两个吸入端口的设计中，其可能对于一个端口比另一个端口更明显。也就是说，一个端口对照另一个端口可更大程度地被“相反地凹陷”，并且一个端口的喉部侧相比于另一个端口的喉部侧相对于抽吸器的标称斜面更凸出。例如，本文的发明人已经认识到，环境侧吸入端口 156在正向流穿过抽吸器期间(例如，当不用做吸入端口时)导致的潜在流中断由于本文描述的实施例中的抽吸器的流量几何特性可大于歧管侧吸入端口 154导致的潜在流中断。因此，在图2所述的实施例中，与歧管侧吸入端口 154相比，更大程度地相反地凹陷环境侧吸入端口 156，并且与歧管侧吸入端口 154的喉部侧相比，环境侧吸入端口 156的喉部侧相对于抽吸器150的标称斜面更凸出。
[0064]图2A的详图A提供了环境侧吸入端口 156的放大视图。如详图A所示，在抽吸器的部分的斜面内可具有“缺陷”，其降低了端口 156的边缘的锐度。详图A中的点划线表示没有这种缺陷的抽吸器斜面，可选地在本文中被称为抽吸器的标称或基础斜面。然而，无缺陷抽吸器斜面会导致端口 156具有锐利的、潜在的中断流体的边缘，所描述的缺陷的抽吸器斜面在反向流穿过抽吸器期间(例如，在增压条件期间)通过最小化在无缺陷抽吸器中发生的流中断来达到最佳流量。尽管这种设计可增加制造成本，并且在成型后收缩期间会要求抽吸器保持其整体形状，但是，在正向流和反向流穿过抽吸器期间能够有利地产生真空。同样地，由于在反向流穿过抽吸器期间(例如，在低增压期间)具有较高的流中断的可能性，所以可以优选地保证任何必然的制造勘误(诸如边缘(edge)和毛刺)发生在抽吸器的歧管侧而非抽吸器的环境侧。
[0065]尽管歧管侧吸入端口 154可能潜在地中断穿过抽吸器的反向流(例如，当不用做吸入端口时)，该端口在抽吸器的歧管侧段内的位置比该端口设计(例如，在该端口的区域内的抽吸器斜面的程度不同于抽吸器的基础斜面)对流量动力学具有更明显的影响。例如，虽然没有提供细节视图，图2的端口 154可被设计为类似于端口 156，如此端口 154可相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷至一定程度，并且此外，端口 154的邻近抽吸器喉部的侧面可相对于抽吸器的标称斜面稍微凸出。然而，可比端口 156被相反地凹陷的程度更小的程度相反地凹陷端口 154，并且端口 154的邻近喉部155的侧面可比端口 156的邻近喉部155的侧面较不凸出。
[0066]在其他实例中，诸如必须使用注射成型形成抽吸器吸入端口的实例中，更常见的垂直锐边端口设计在增压条件下可足以保持动态压降。
[0067]在图1至图2所述的示例性实施例中，环境侧吸入端口 156和歧管侧吸入端口 154均与真空罐38相连通。如图所示，与环境侧吸入端口 156连接的通道82可与与歧管侧吸入端口 154连接的通道84于真空罐38的上游结合在一起。由于在动力流穿过抽吸器150时利用文丘里效应的抽吸器150的收缩-渐扩形状，诸如空气的流体的正向动力流或反向动力流穿过抽吸器可在抽吸器150的喉部155处产生低压。将如下文详述，根据发动机操作条件，这种低压可引起从通道82或通道84进入抽吸器150的喉部155的吸入流，从而在真空罐38内产生真空。
[0068]布置在通道82中的止回阀72防止通过环境侧吸入端口 156从抽吸器150至真空罐38的回流，从而允许真空罐38保持其真空使得抽吸器150的环境侧动力端口 153的压力与真空罐的压力相等。同样地，布置在通道84内的止回阀74防止通过歧管侧吸入端口154从抽吸器150至真空罐38的回流，从而允许真空罐38保持其真空使得抽吸器150的歧管侧动力端口 157的压力和真空罐的压力相等。尽管所描述的实施例将止回阀72和74示出为独立的阀门，但是在可选的实施例中，止回阀72和74中的一个或两个可集成在抽吸器中。
[0069]将会意识到，因为歧管侧动力端口 157与进气歧管24相连通，所以，止回阀72和74防止流体从进气歧管流至真空罐，例如，其否则会在当进气歧管压力高于真空罐中的压力时的条件期间发生。同样地，止回阀72和74防止诸如从通道95进入真空罐38的进气充气的流体。如图1所示，通道82和84在真空罐38上游并入共同通道89。通道89与真空罐38流体连通。此外，根据罐抽取阀65的状态，通道89可与蒸气抽取系统71的罐63流体连通。然而，在其他实例中，通道82和84可分别在不同的端口进入真空罐。
[0070]真空罐38可连接至一个或多个真空消耗设备39。如图1所示，在非限制性实例中，真空消耗设备39可为连接至车轮制动器的制动助力器，其中，真空罐38是位于制动助力器的隔板前方的真空腔。在这种实例中，真空罐38可为被配置成放大车辆操作者130通过制动踏板134提供的用于施加给车轮制动器(未示出)的力。制动踏板134的位置可被制动踏板传感器132所监控。在可选的实施例中，真空罐可为包括在燃料蒸气抽取系统(例如，诸如蒸气抽取系统71)中的低压储罐、连接至涡轮机废气门的真空罐、连接至气动控制阀的真空罐等。在这种实施例中，车辆系统的真空消耗设备39可包括诸如气动控制阀的多个真空控制阀；4x4轮毂接入驱动锁定器(hub lock);可切换的发动机架；取暖、通风和冷却；真空泄漏检查；曲轴箱通风；废气循环；气体燃料系统；车轮-轴断开等。在一个示例性实施例中，在各种发动机操作条件过程中真空消耗部件所预期的真空消耗可存储在控制系统的存储器的查找表中，例如，对应于用于当前发动机操作条件下的预期的真空消耗的存储的真空阈值可通过参考查找表来确定。在一些实施例中，如述，传感器40可连接至真空罐38以提供该罐处真空值的评估。传感器40可为读取真空的仪表传感器，并且可将如负真空(例如，压力)的数据传输给控制器50。因此，传感器40可测量存储在真空罐38中的真空量。
[0071]如图1至图2所示，真空罐38可通过布置在旁路通道43中的止回阀41直接或间接地连接至进气歧管24。如图所示，旁路通道43可具有相对较大的直径；例如，旁路通道43的尺寸可以与将抽吸器150的歧管侧动力端口与进气歧管相连接的通道87的尺寸相同，并且SAE标准1/2”的管道可用于这些通道。止回阀41可允许空气从真空罐38流向进气歧管24并且可限制气流从进气歧管24流向真空罐38。在进气歧管压力为负数的情况下，进气歧管可为用于真空罐38的真空源。例如，在发动机空转条件期间，真空罐内的压力可能高于进气歧管中的压力并且这样可导致真空罐(例如，制动助力器)将流体“倾倒”入进气歧管，其可用于在真空罐内产生真空。在真空消耗设备39为制动助力器的实例中，系统中包括旁路通道43可确保每当进气歧管压力低于制动助力器压力时制动助力器几乎立即地被抽空。反之，在诸如节气阀全开(WOT)的情况下，当进气歧管压力接近于环境压力(例如，仅低于环境压力I”汞柱)时，真空罐和进气歧管之间的压差可能不足以通过旁路通道43将流体流从真空罐引入进气歧管。尽管所述实施例示出了与通道87连接的旁路通道43，但是也能想到进气歧管和真空罐的其他直接或间接的连接。
[0072]如本文所述，可控制ASOV以使动力流能或不能穿过抽吸器150。在图1至图2所述的实施例中，ASOV 151与抽吸器150串联布置且布置在抽吸器150的上游。具体地，ASOV151布置在位于抽吸器150的环境侧动力端口 153的上游的通道95中。然而，会想到，在其他实施例中，ASOV可与抽吸器150的歧管侧动力端口 157串联布置并且布置在抽吸器150的歧管侧动力端口 157的下游，或者ASOV可集成到抽吸器(例如，ASOV可布置在抽吸器的喉部处)。将ASOV安置在抽吸器的环境侧动力端口的上游的一个好处是:当ASOV处于上游时(例如，在正向流穿过抽吸器的期间)，或当ASOV集成到抽吸器时，与ASOV相关的压力损失相较于ASOV处于抽吸器的下游(或者在正向流期间与抽吸器的歧管侧动力端口串联安置或在反向流期间与抽吸器的环境侧动力端口串联安置)的配置具有较小的影响。因此，根据是否如期望地那样更频繁地发生正向动力流或反向动力流，ASOV可安置在抽吸器的喉部的环境侧或歧管侧。
[0073]如上所述，常见的ASOV(包括电磁阀、提升阀、闸门阀等)可包括布置在动力流路径内的门或闸门，并且因此可适用于单向抽吸器动力流而非双向的抽吸器动力流。例如，朝一个方向的动力流有助于这种ASOV的门或闸门的打开，但是朝向相反方向的动力流可抵抗ASOV的门或闸门的打开，这样可不利地增加必须施加到ASOV的门或闸门以在该方向上开动ASOV门或闸门的力的量(例如，如果是电驱动阀，由ASOV增加功耗)。因此，为了降低在正向动力流和反向动力流穿过抽吸器150期间由ASOV导致的压力中断，ASOV 151可为电驱动径向流截流阀。当径向流截流阀打开时，流体可在与动力流的方向相垂直的方向上穿过该阀。这样可保证穿过该阀的流体不“抵抗”该阀的弹簧或电致动器。这样，ASOV 151的打开可在正向动力流和反向动力流穿过抽吸器150期间不会大幅度地中断压力。
[0074]图2B示出了作为径向流截流阀的ASOV 151。在图2B的截面图B中，箭头149表示流进阀的动力流体的径向流的轴线。箭头149意在仅描述径向流流进阀的方向，但不表示阀的具体设计参数。例如，根据所使用的径向流截流阀，当该阀打开时，径向流可通过沿着设置在通道95内的阀的一部分的周长布置的多个端口、或 通过布置在通道95内部的阀的一部分的单个连续周向端口进入该阀。在不背离本实用新型的范围的情况下还可使用其他径向流截流阀设计。
[0075]从截面图B中可见动力流轴线147的尾部。如图所示，动力流轴线147垂直于包含箭头149的平面，使得径向流进入阀的方向垂直于动力流穿过抽吸器的方向。
[0076]可由控制器50基于各种发动机操作条件控制ASOV 151的状态。然而，作为一种选择，ASOV可为气动(例如，真空致动)阀；在这种情况下，用于该阀的致动真空可源于进气歧管和/或真空罐和/或发动机系统的其他低压槽。在ASOV是气动控制阀的实施例中，独立于动力系统控制模块可执行对ASOV的控制(例如，ASOV可根据发动机系统内的压力/真空度被被动地控制)。
[0077]在本文描述的非限制性实例中，ASOV 151为双态阀(binary valve，例如，二通阀)。双态阀可被控制为全开或全关(关闭)，使得双态阀的全开位置为该阀没有施加限流的位置，并且双态阀的全关位置为该阀限制所有流体使得没有流体可以穿过该阀的位置。然而，在一些实例中，ASOV 151可为连续可变阀。与双态阀相反，连续可变阀可部分地打开至不同程度。具有连续可变的ASOV的实施例对于控制抽吸器装置的动力流流率可提供更大的灵活性，其具有的缺点是连续可变阀可能比双态阀的成本更高。
[0078]如本文的详述(例如，参照图7)，根据各种发动机操作条件，基于根据各种发动机操作条件的穿过抽吸器150的理想动力流流率可调整ASOV 151的状态。根据CIP和MAP之间的关系，穿过抽吸器装置的动力流可为正向流，其中，动力流进入抽吸器装置的环境侧动力端口并且离开抽吸器装置的歧管侧动力端口 ；或可以为反向流，其中，动力流进入抽吸器装置的歧管侧动力端口并且离开抽吸器装置的环境侧动力端口。在一个实例中，如本文参照图5所述，穿过抽吸器装置的理想动力流流率可取决于MAP。在其他实例中，如本文参照图6所述，穿过抽吸器装置的理想动力流流率可取决于压缩机喘振(例如，使得穿过抽吸器装置的动力流流率和/或动力流总量随着压缩机喘振的增强而增加)。将会意识到，本文关于ASOV的调整可指通过控制器50的主动控制(例如，如在图1至图2所述的ASOV是电磁阀的实施例中)或基于ASOV的真空制动阈值的被动控制(例如，在ASOV是真空制动阀的实施例中)。可选地或额外地，基于存储在真空罐38内的真空度可调整ASOV 151的状态，例如，来响应于对真空补给的迫切需要而增加穿过抽吸器装置的动力流，只要根据目前发动机操作条件这种操作是允许的。因此，通过经由调整ASOV 151的状态来变化穿过抽吸器150的动力流，可调节在抽吸器150的吸入端口处吸进的真空量，以满足发动机真空需求。
[0079]尽管图1所述的示例性发动机系统包括在空气过滤器33的下游和压缩机90的上游处连接至进气通道并且还连接至进气歧管24的抽吸器装置，但是会想到，诸如抽吸器装置180的抽吸器装置的“环境侧”可以可选地在压缩机的上游处连接至进气通道的另一部分(例如，其可连接在空气过滤器33的上游等)。此外，在一些实例中，诸如抽吸器装置180的抽吸器装置的“歧管侧”可以可选地在压缩机的下游处连接至进气通道的另一部分(例如，主节流阀22的上游、增压空气冷却器26的上游等)。
[0080]现参照图3A，提供了当ASOV打开时在增压条件期间吸入流进入图2的双向的带阀抽吸器的详细示意图。具体地，图3A中示出了图1至图2的抽吸器装置180的部分300A ；部分300A相当于图2的部分300并且示出了当ASOV打开时在增压条件期间于抽吸器装置的该部分中的吸入流的路径。
[0081]在增压条件下，压缩机操作以给进入的空气加压。根据节流阀22的位置，在这些条件期间进气歧管24内的压力可能高于压缩机的上游的压力。因此，如果ASOV被控制处于打开位置，进气歧管和压缩机入口(例如，环境)之间的压差引起穿过抽吸器150的反向动力流。在反向动力流期间，流体(例如，空气)从进气歧管流向歧管侧动力端口 157。因为在此刻进入歧管侧动力端口 157的空气是被加压的(例如，其具有比真空罐内的压力高的压力)，止回阀74保持关闭且未在通道84内引起吸入流。然而，空气的压力在其穿过抽吸器的喉部时由于文丘里效应而降低，使得超音速空气穿过环境侧吸入端口 156而被排出。超音速空气在端口 156处产生真空(例如，将端口 156处的压力降低至比真空罐内的值低的值)，并且因此止回阀72打开且在通道82内引起吸入流。
[0082]现参照图3B，提供了在非增压条件期间吸入流进入图2的双向的带阀抽吸器的详细示意图。具体地，图3B示出了图1至图2的抽吸器装置180的部分300B ;部分300B相当于图2的部分300，并且示出了在非增压条件期间于抽吸器装置的该部分中的吸入流的路径。
[0083]在非增压条件期间，压缩机没有操作。根据诸如节流阀位置的发动机操作条件，CIP可能稍微高于MAP。例如，在节气阀全开的条件期间，CIP可仅仅稍微高于MAP，然而在节流阀完全关闭的条件期间，CIP可大幅高于MAP。因此，如果ASOV被控制处于打开位置，进气歧管和压缩机入口(例如，环境)之间的压差引起穿过抽吸器150的正向动力流。在正向动力流期间，流体(例如，空气)经过通道95从压缩机的上游流向环境侧动力端口 153。因为进入环境侧动力端口 153的空气接近环境压力(例如，其具有比真空罐内的压力高的压力)，止回阀72保持关闭且未在通道82内引起吸入流。然而，空气的压力在其穿过抽吸器的喉部时由于文丘里效应而降低，使得超音速空气穿过歧管侧吸入端口 154而被排出。如图所示，超音速空气在端口 154处产生真空(例如，将端口 154处的压力降低至比真空罐内的值低的值)，并且因此止回阀74打开且在通道84内引起吸入流。
[0084]在一个实例中，在节流阀处于全开位置(WOT)的非增压条件期间，MAP可仅低于环境I”汞柱，并且因此，进气歧管可单独作为真空罐(例如，制动助力器)的不充分真空源。在这种条件期间穿过抽吸器150的正向动力流可有利地实现在通道84并且由此在真空罐内低于环境3-4”汞柱的压力。
[0085]如图3A至图3B所示，在给定时间内吸入流仅发生在通道82和84中的一个内。因此，在反向动力流或正向动力流穿过抽吸器装置180期间，吸入流在真空源和抽吸器之间行进时仅穿过单个止回阀，这样可有利地降低压力损失(例如，相较于这种吸入流必须穿过多个止回阀的系统中的压力损失)。包括旁路通道43和止回阀41能够实现这种操作；在真空源(例如，本文所述的实施例中的真空罐)处的压力超过进气歧管压力的条件期间，止回阀41打开并且真空罐内的过大压力通过旁路通道43被排出至进气歧管。
[0086]现参照图4，示出了控制图1的发动机系统的ASOV和进气节流阀以获得穿过抽吸器装置的理想动力流流率的示例性方法400。例如，图4的方法可结合图5至图6的方法一起使用。
[0087]在步骤402中，方法400包括测量和/或评估发动机操作条件。发动机操作条件可包括例如MAP/MANVAC、BP、CIP、真空需求(例如，基于存储在真空罐内的真空值和/或当前的真空要求)、发动机负载、发动机转速、发动机温度、废气成分、催化剂温度、压缩机喘振(例如，基于感测的压缩机压力比)、增压值(boost level)、PP、MAF、环境条件(温度、压力、湿度)等。
[0088]在步骤402之后，方法400进行至步骤404。在步骤404处，方法400包括确定理想的发动机空气流率。例如，基于发动机操作条件(例如，MAP/MANVAC)、来自车辆操作者的转矩需求、制动踏板位置等可确定理想的发动机空气流率。
[0089]在步骤404之后，方法400继续至步骤406。在步骤406处，方法400包括确定是否存在节流阀故障条件。在一个非限制性实例中，控制器50可在诊断程序指示电子节流阀控制系统出现故障时设置一个标记，并且确定是否存在节流阀故障条件可包括检查是否设置了该标记。可选地，基于读取MAP传感器、MAF传感器和/或各种其他传感器可进行该确定。
[0090]如果在步骤406处的答案为否，其说明不存在节流阀故障条件(例如，电子节流阀控制正确地运行)，并且方法400进行至步骤408。在步骤408处，方法400包括确定BP是否大于MAP。例如，可由控制器50基于接收来自BP传感器59和MAP传感器60的信号进行该确定。BP和MAP之间的关系可确定通过控制ASOV的状态是否可实现正向流或反向流穿过抽吸器装置。
[0091]如果在步骤408处的答案为是，说明BP大于MAP，方法400进行至步骤410。在步骤410处，方法400包括确定发动机操作条件是否允许绕过节流阀。例如，在某些发动机操作条件期间，发动机空气流要求可以为使得必须保持全开节流阀并且没有绕过节流阀。可选地，在其他发动机操作条件期间，也许需要将进气流转移至穿过抽吸器装置从而产生用于发动机系统的真空消耗部件的真空消耗的真空并同时避免节流损失。
[0092]如果在步骤410处的答案为是，说明发动机操作条件确实允许绕过节流阀，那么方法400进行至步骤412以确定理想的发动机空气流率(例如，如步骤404中所确定)是否大于穿过抽吸器装置的最大动力流流率。例如，如果穿过抽吸器装置的最大动力流流率小于理想的发动机空气流率，可能必须允许一些气流穿过进气节流阀以获得理想的发动机空气流率。
[0093]如果在步骤412处的答案为否，理想的发动机空气流率不大于穿过抽吸器装置的最大动力流流率，并且因此主节流阀在步骤414处可关闭以使所有的进气能够绕过压缩机。在步骤414之后，方法400进行至步骤416以确定穿过抽吸器装置的正向流的理想动力流流率，例如，根据图5所示和下文所述的方法。在步骤416之后，方法400进行至步骤418以控制ASOV获得理想的动力流流率，例如，根据图7所示和下文所述的方法。在步骤418之后，方法400结束。
[0094]转至步骤412，如果理想的发动机空气流率大于穿过抽吸器的最大动力流流率，则答案为是，并且方法400进行至步骤422。在步骤422处，方法400包括打开ASOV且基于理想的发动机空气流率和穿过抽吸器的最大动力流流率调节主节流阀。基于理想的发动机空气流率和穿过抽吸器装置的最大动力流流率调整主节流阀可包括:至少部分地打开进气节流阀，使得被进气节流阀所节流的气流可提供穿过抽吸器的最大动力流流率和理想的发动机空气流率之间的差。在步骤422之后，方法400结束。
[0095]转至步骤410，如果答案为否，说明发动机操作条件不允许绕过节流阀(例如，所有的进气必须穿过节流阀)，方法400进行至步骤420。在必须是节气阀全开位置且不可接受与抽吸器的限流相关的任意延迟(lag)的条件期间发动机操作条件可能不允许绕过节气阀。作为另一个实例，如果控制系统诊断出ASOV中有故障，这可构成发动机操作条件，在此，不允许绕过节流阀。在步骤420处，方法400包括关闭ASOV且基于理想的发动机空气流量和发动机操作条件调整主节流阀。在一些实例中，这个可包括在车辆操作者施加至加速踏板上的压力增加(例如，如PP所指示)时增大节流阀的开度。步骤420之后，方法400结束。
[0096]转至步骤408，如果答案为否(例如，说明发动机正在进行增压操作)，则方法400进行至步骤424。在步骤424处，方法400包括确定穿过抽吸器的反向流的理想动力流流率，例如根据图6的方法。
[0097]在步骤424之后，方法400进行至步骤426。在步骤426处，方法400包括基于理想的发动机空气流率和穿过抽吸器的理 想动力流流率调整主节流阀(例如，类似于步骤722)。如上所述，在步骤426之后，方法400进行至步骤418以控制ASOV从而获得穿过抽吸器的理想动力流流率。
[0098]如果在步骤406处的答案为是，方法400进行至步骤428。在步骤428处，在允许增压的情况下不能增压。方法400进行至步骤416。
[0099]因此，根据方法400，用于发动机系统的方法可包括:在节流阀故障期间，不能增压并且引导进气穿过带阀抽吸器，其中，抽吸器绕过进气压缩机且具有将抽吸器的环境侧连接至真空源的第一吸入端口和将抽吸器的歧管侧连接至真空源的第二吸入端口，第一吸入端口相对于抽吸器的标称斜面相反地凹陷。引导进气穿过抽吸器包括打开在抽吸器的环境侧动力端口的上游处与抽吸器串联布置的径向流抽吸器截流阀；如上参照图2所述和图2B的截面图B所示，当抽吸器截流阀打开时，动力流可在与抽吸器的动力流轴线垂直的方向上进入抽吸器截流阀。
[0100]现参照图5，提供了用于确定在非增压条件期间穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率的示例性方法500，其结合图4和图7的方法一起使用。例如，在图4的方法400的步骤416处可实施方法500。将会想到，在非增压条件期间，穿过抽吸器的理想动力流流率适合为穿过抽吸器的正向流的速率(例如，从抽吸器的环境侧至歧管侧的动力流的速率)。
[0101]在步骤502处，方法500包括确定是否迫切需要真空补给。基于在真空罐中存储的真空的值(例如，由如图1的传感器40所感测)、当前的真空需求(例如，基于制动踏板位置)、MAP(例如，由如图1的传感器60所感测)、燃料蒸气抽取系统的燃料蒸气罐内的压力(例如，由如图1的传感器49所感测)等。
[0102]如果在步骤502处的答案为否，方法500进行至步骤504。在步骤504处，确定MAP是否小于阈值。在一个非限制性实例中，阈值可为_40kPa(例如，等于40kPa的MANVAC)。如果MAP小于阈值，步骤504处的答案为是，并且方法500进行至步骤508，在步骤508中，理想的动力流流率设定为O。尽管为O的动力流流率可表示在二态ASOV情况下无动力流穿过抽吸器，但是将会想到，在ASOV为连续可变阀或除了打开和关闭外可调整至其他位置的其他类型的阀的实例中，为O的动力流流率可对应于动力流的第一值，第一值可低于动力流的第二值。在步骤508之后，方法500结束。
[0103]另外，如果在步骤504处的答案为否，说明MAP大于或等于阈值，则方法500进行至步骤506，在步骤506中，理想的动力流流率设为I。为I的动力流流率可对应于在二态ASOV情况下穿过抽吸器的最大动力流流率。然而，如果ASOV可控制在除了打开和关闭位置以外的其他位置，那么为I的动力流流率可对应于包括至少一些穿过抽吸器的动力流的动力流的第二值。在步骤506之后，方法500结束。
[0104]转至步骤502，如果答案为是，说明存在对真空补给的迫切需要，则方法500进行至步骤506以将理想的动力流流率设定为I。在步骤506之后，方法500结束。
[0105]现参照图6，提供了用于确定在增压条件期间穿过双向的带阀抽吸器的理想动力流流率的示例性方法600，其结合图4和图7的方法一起使用。例如，在图4的方法400的步骤424处可实施方法600。将会想到，在增压条件期间，穿过抽吸器的理想动力流流率适合为穿过抽吸器的反向流的流量(例如，从抽吸器的歧管侧至环境侧的动力流的速率)。
[0106]在步骤602处，方法600包括例如以如上参照方法500的步骤502所讨论的方式确定是否存在迫切需要真空补给。步骤602之后，方法600进行至步骤604。
[0107]在步骤604处，方法600包括确定压缩喘振是否低于阈值。这可包括例如在实际发生喘振之前确定压缩机喘振小于阈值的可能性。可选地，喘振的指示可包括实际发生小于阈值的喘振。该确定可基于各种感测的参数值，诸如来自CIP传感器68和MAP传感器60的值。例如，MAP和CIP之间的压差可说明喘振的可能性和/或当前喘振值。在喘振有问题处，阈值可对应于最小值，并且因此，当喘振小于阈值时，可能不需要通过抽吸器将空气从压缩机的下游循环至压缩机的上游。
[0108]如果在步骤604处的答案为是，方法600进行至步骤608，在该步骤608中，理想的动力流流率设为O。如对于方法500的步骤508的上述描述，尽管为O的动力流流率可表示在二态ASOV情况下无动力流穿过抽吸器(并且因此，没有空气经由抽吸器装置从压缩机的下游循环至压缩机的上游)，但是将会想到，其可代替地对应于动力流的第一值，第一值在ASOV是连续可变阀或其他相似阀的实例中可低于动力流的第二值。步骤608之后，方法600结束。
[0109]另外，如果在步骤604处的答案为否，说明压缩机喘振大于或等于阈值，则方法600进行至步骤606，在步骤606中，理想的动力流流率设为I。如对方法500的步骤506的上述描述，为I的动力流流率可对应于在二态ASOV情况下穿过抽吸器的最大动力流流率，然而如果ASOV可控制在除了打开和关闭位置以外的其他位置，为I的动力流流率可对应于包括至少一些穿过抽吸器的动力流的动力流的第二值。步骤606之后，方法600结束。
[0110]现参照图7，示出了用于控制图1所述的发动机系统的ASOV(诸如ASOV 151)的示例性方法700。例如，在方法400的步骤418处可实施方法700。
[0111]在步骤702处，方法700包括确定理想的动力流流率是否等于O。如果在步骤702处的答案为是，方法700进行至步骤706以关闭ASOV。在ASOV是电磁阀且被控制器(诸如图1的控制器50)控制的实施例中，关闭ASOV可为主动过程。例如，如果ASOV为双态阀，关闭ASOV可包括完全关闭AS0V，然而如果ASOV为连续可变阀，关闭ASOV可包括部分地或完全地关闭AS0V。根据MAP和真空罐压力，当ASOV关闭时，通过将真空罐连接至进气歧管的吸入通道(诸如图1至图2所示的旁路通道43)可抽空真空罐。在步骤706之后，方法700结束。
[0112]另外，如果在步骤702处的答案为否，方法700进行至704。在步骤704处，方法700包括确定理想的动力流流率是否等于I。如果在步骤704处的答案为是，方法700进行至步骤708以打开AS0V。在ASOV是电磁阀且被控制器(诸如图1的控制器50)控制的实施例中，打开ASOV可为主动过程。例如，如果ASOV是双态阀，打开ASOV可包括完全打开ASOV,然而如果ASOV是连续可变阀，打开ASOV可包括部分地或完全地打开AS0V。此外，当ASOV在步骤708处打开时，穿过抽吸器的动力流在增压条件期间引起吸入流进入环境侧端口(如图3A所示)，然而穿过抽吸器的动力流在非增压条件期间引起吸入流进入歧管侧端口(如图3B所示)。在步骤708之后，方法700结束。
[0113]转至步骤704，如果答案为否，方法700结束。
[0114]因此，根据图4至图7的方法，基于发动机真空需求和进气歧管压力可控制径向流AS0V。例如，在非增压条件期间，ASOV可在进气歧管压力大于阈值时打开，并且在增压条件期间，ASOV可在压缩机喘振大于阈值时打开。此外，ASOV在增压条件和非增压条件期间响应于对真空补给的迫切需要而打开。此外，当ASOV打开时，基于进气歧管压力和真空罐压力，吸入流可进入第一、第二和第三通道中的一个或多个；第一通道可为图1至图2中的通道82，第二通道为图1至图2中的通道84，以及第三通道可为图1至图2中的通道43。例如，当ASOV打开时，在进气歧管压力小于阈值时吸入流可进入第二通道而非第一通道，当进气歧管压力大于阈值时吸入流可进入第一通道而非第二通道，以及当真空罐压力大于进气歧管压力时吸入流可进入第三通道。更进一步，第四通道(例如，图1中的通道86)在布置于第四通道中的罐抽取阀(例如，图1中的阀65)打开时可将燃料蒸气抽取系统与第一和第二通道相连接。当罐抽取阀打开且抽吸器截流阀打开时，基于进气歧管压力和燃料蒸气罐压力，吸入流可进入第四通道。
[0115]要注意，本文包括的实例性控制和评估程序可与各种系统配置一起使用。本文描述的具体程序可表示任意数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样，示出的各种动作、操作或功能可以示出的顺序、并列、或者在某些情况下省略的方式实施。同样地，处理顺序不一定需要实现本文所述示例性实施例的功能和优势，而是为了便于说明和描述而提供。根据使用的特定策略，可重复地实施所示动作、功能或操作中的一个或多个。此外，所述操作、功能和/或动作可图形地表示要被编入控制系统中的计算机可读存储介质内的代码。
[0116]更进一步，应该理解，本文描述的系统和方法实质上是示例性的，并且这些具体实施例或实例不应解释为限制意义，因为可以想到多种变化。因此，本实用新型包括本文描述的各种系统和方法的所有新颖的且非显而易见的组合、以及它们的任意或所有等同物。
【主权项】
1.一种发动机系统，其特征在于，包括: 抽吸器，将压缩机的入口与进气歧管相连接并且包括将所述抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口以及将所述抽吸器的歧管侧与所述真空源相连接的第二吸入端口，所述第一吸入端口相对于所述抽吸器的标称斜面相反地凹陷；以及 与所述抽吸器串联的径向流抽吸器截流阀。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述抽吸器包括位于所述抽吸器的所述环境侧和所述歧管侧之间的喉部，并且其中，所述第一吸入端口的靠近所述喉部的侧面相对于所述抽吸器的所述标称斜面凸出。
3.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述第二吸入端口相对于所述抽吸器的标称斜面相反地凹陷，其中，所述第一吸入端口相反地凹陷第一量，并且其中，所述第二吸入端口相反地凹陷第二量，所述第二量小于所述第一量。
4.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，第一止回阀布置在将所述第一吸入端口与所述真空源相连接的第一通道内，并且其中，第二止回阀布置在将所述第二吸入端口与所述真空源相连接的第二通道内。
5.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，第三通道通过第三止回阀将所述真空源与所述进气歧管相连接，并且其中，第四通道在当布置于所述第四通道内的罐抽取阀打开时将燃料蒸气抽取系统与第一通道和第二通道相连接。
6.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述抽吸器的环境侧截头圆锥形段的长度大于所述抽吸器的歧管侧截头圆锥形段的长度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种发动机系统，其包括抽吸器以及与所述抽吸器串联的径向流抽吸器截流阀，抽吸器将压缩机的入口与进气歧管相连接并且包括将所述抽吸器的环境侧与真空源相连接的第一吸入端口以及将所述抽吸器的歧管侧与所述真空源相连接的第二吸入端口，所述第一吸入端口相对于所述抽吸器的标称斜面相反地凹陷。本实用新型的发动机系统，由于较现有技术省略了专门CBV而降低制造和组件成本，由于使用径向流抽吸器截流阀而降低了能耗，以及能够在增压和非增压条件中的产生真空。
【IPC分类】F02M35-10, F02D9-08, F02D9-02
【公开号】CN204610092
【申请号】CN201420779988
【发明人】埃里克·卢赫尔森, 罗斯·戴克斯特拉·普斯福
【申请人】福特环球技术公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年12月10日
【公告号】DE102014224975A1, US20150159601