CN105089837B - 用于为车辆增加真空产生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于为车辆增加真空产生的方法。描述了用于向车辆提供真空的方法和***。在一个示例中，一种方法响应于向车辆提供额外的真空而调整发动机空燃比。

Description

用于为车辆增加真空产生的方法

技术领域

本说明书涉及用于使为车辆产生真空的发动机运转的方法和***。该方法和***可以对在较高海拔处运转的发动机特别有用。

背景技术

车辆发动机排量可以被减少，以节约燃料并减少发动机排放。在类似的工况下，驾驶员可能要求与来自较大的发动机扭矩量类似的来自较小的发动机的扭矩量。较小的发动机可以以较高的进气歧管压力运转，以产生与由在较低的进气歧管压力下运转的较大发动机所产生的相同的扭矩量。因此，在类似的工况期间，较大的发动机会以低于大气压力的进气歧管压力比较小的发动机更频繁地运转。由较大的发动机产生的较低的进气歧管压力或较高的进气真空可以允许较大的发动机为使用真空运转的车辆***(例如，制动器、HVAC通风装置等)提供更多的真空。较小的发动机可以在较高的大气压力下(例如，在较低的海拔处)产生足够的真空，但它在较小氧浓度可用的较高海拔处提供期望的真空量可能很费劲。

发明内容

发明人在此已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种用于使发动机运转的方法，其包含：使发动机在怠速转速以均质空气燃料混合物运转；以及响应于对真空的请求，加浓均质空气燃料混合物，并减少发动机空气流量，以将发动机维持在怠速转速。

响应于对真空的请求通过加浓提供给发动机的空燃比，能够提供在可能不有益于产生真空的工况期间在发动机之内产生额外真空的技术效果。例如，如果发动机正在较高的海拔处空转并且响应于低水平的存储的真空而提供对真空的请求，那么发动机空燃比可以被加浓，从而使得发动机提供与在发动机空燃比以更低的发动机空气流量被加浓之前相同的扭矩。通过降低流过发动机的空气量，发动机可以增加进气歧管的真空水平，从而使得存储的真空量可以被增加。

本说明可以提供若干优点。具体地，该方法可以允许发动机在较高的海拔处产生额外的真空。另外，该方法可以在不增加***成本的情况下提供额外的真空。此外，该方法可以在不增加发动机排放的情况下增加真空产生。

当单独参照以下具体实施方式或结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独或参照附图考虑时，通过阅读实施例(在本文中也被称为具体实施方式)，将会更充分地理解本文中所描述的优点，其中：

图1是发动机的示意图；

图2是示例发动机运转顺序的曲线；

图3和4是用于增加真空产生的示例发动机控制方法的流程图。

具体实施方式

本说明涉及为车辆的真空消耗装置提供真空。在一个非限制性示例中，如图1中图示的发动机可以是用于产生遍及车辆使用的真空的来源。图2示出了根据图3和4的方法的示例发动机运转顺序。根据图3和4的方法可以向车辆的真空消耗装置提供真空。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被设置在其中并且被连接至曲轴40。燃烧室30被显示为经由各自的进气门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以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门调整装置83相对于曲轴40的位置调整进气门52的运转时间、关闭时间和升程。排气门调整装置85相对于曲轴40的位置调整排气门54的运转时间、关闭时间和升程。

燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到汽缸30内，本领域技术人员称之为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，本领域技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)的燃料***(未示出)输送至燃料喷射器66。此外，进气歧管44被显示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制来自进气升压室42的气流。

压缩机162从进气***42吸入空气，供应给升压室46。排气使经由轴161耦连至压缩机162的涡轮164旋转。真空运转的废气门致动器72允许排气绕过涡轮164，使得能够在变化的工况下控制升压压力。经由真空容器138向废气门致动器72供应真空。可以经由止回阀60从进气歧管44向真空容器138供应真空。

真空容器138经由止回阀65向制动助力器140提供真空。真空容器138还可以向其他真空消耗装置提供真空，真空消耗装置诸如涡轮增压器的废气门致动器、加热与通风致动器、传动系致动器(例如，四轮驱动致动器)、燃料蒸汽抽取***、发动机曲轴箱通风装置以及燃料***泄漏检测***。止回阀61限制了从真空容器138到次真空消耗装置(例如，除车辆制动***之外的真空消耗装置)的气流。制动助力器140可以包括内部真空容器，并且它可以放大脚152经由制动器踏板150提供给主缸148的用于作用于车辆制动器(未示出)的力。发明的***与利用抽吸器(以及诸如此类)、朝向MBT的火花提前、朝向最佳进气真空的凸轮调整、FEAD负荷卸载(shedding)、经由空挡怠速的液力变矩器负荷卸载、经由变速装置中较低怠速转速的液力变矩器负荷卸载来提高真空的***兼容。

响应于控制器12，无分电器点火***88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦连至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。

交流发电机135被机械地耦连至曲轴135，并且它提供电能以使电力负荷137运转。电力负荷137可以包括但不限于车灯、车窗除霜带、电动马达和电动致动器。控制器12可以选择性地激活和停用电力负荷137。

控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、不失效存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为接收来自耦连至发动机10的传感器的各种信号，除之前讨论的那些信号之外，还包括：来自耦连至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦连至加速器踏板130用于感测由脚132调整的加速器位置的位置传感器134；耦连至制动器踏板150用于感测制动器踏板位置的位置传感器154；用于确定尾气点火的爆震传感器(未示出)；来自耦连至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量结果；来自耦连至升压室46的压力传感器122的升压压力的测量结果；来自感测曲轴40位置的霍尔传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量结果；以及来自传感器58的节气门位置的测量结果。大气压力也可以经由传感器183来感测，用于由控制器12进行处理。在本说明的优选方面，发动机位置传感器118在凸轮轴的每次旋转均产生预定数量的等间距的脉冲，根据该预定数量的等间距的脉冲能够确定发动机转速(RPM)。

在一些示例中，发动机可以被耦连至混合动力车辆中的电动马达/电池***。混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或者其变体或其组合。另外，在一些示例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域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在其冲程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

因此，图1的***提供了一种用于使发动机运转的***，其包含：发动机；真空存储容器，其包括真空传感器；以及控制器，其包括被存储在非临时性介质中的可执行指令，用于响应于真空存储容器的真空水平小于阈值水平而加浓向发动机供应的空气燃料混合物。该***进一步包含，被耦连至发动机的进气门调整装置以及用于响应于真空存储容器的真空水平小于阈值水平而经由进气门调整装置来提前进气门正时的额外指令。

在一些示例中，该***进一步包含被耦连至发动机的交流发电机以及用于响应于真空存储容器的真空水平小于阈值水平而减少应用于该发动机的交流发电机负荷的额外指令。该***进一步包含，用于当真空存储容器的真空水平小于阈值水平时响应于发动机的扭矩水平大于阈值而向发动机供应稀空燃比的额外指令。该***进一步包含，用于响应于进气歧管真空在期望真空水平的阈值真空之内向发动机供应稀空燃比的额外指令。该***进一步包含，响应于催化剂的状态而将空气燃料混合物稀化至化学计量比空气燃料混合物的额外指令。

现在参照图2，示出了根据图3和4的方法的发动机运转顺序的曲线。发动机运转顺序可以由图1的***来提供。竖直标记T0-T6表示顺序期间感兴趣的时刻。

应当理解，可以存在多个进气真空增加动作，这些动作可以在新发明的变浓的真空增加动作之前、期间或之后采用。此外，响应于加浓发动机空气燃料混合物，不延迟火花正时，以提供增加的真空。确切地说，在加浓期间的火花正时相对于在加浓之前的MBT处于相同水平的火花提前。真空增加动作可以包括：1)打开允许流量通过抽吸器(或类似的装置)的阀，2)将进气凸轮和排气凸轮移动到给予最佳进气真空的位置，3)朝向MBT提前点火正时，4)卸载电力负荷，5)减少交流发电机输出，6)减小AC扭矩(例如使离合器分离)，7)经由降低变速装置中的怠速转速来减少液力变矩器动力消耗，8)经由朝向所谓的有效空挡怠速完全或部分进行来减少液力变矩器动力消耗，9)关闭EGR，10)关闭燃料蒸汽抽取，11)关闭曲轴箱通风装置。

自图2的顶部的第一曲线是真空存储容器或箱中的真空水平随着时间变化的曲线。真空水平沿Y轴箭头的方向增加，并且真空存储容器中的压力随着真空水平增加而减小。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。水平线202表示存储在真空容器中的真空的阈值水平。当存储在真空容器中的真空的水平在阈值水平202之下时，提供对真空的请求。

自图2的顶部的第二曲线是发动机进气歧管真空随着时间变化的曲线。发动机进气歧管真空沿Y轴箭头的方向增加，并且发动机进气歧管中的压力随着发动机进气歧管真空水平增加而减小。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。

自图2的顶部的第三曲线是发动机进气门关闭(IVC)正时随着时间变化的曲线。在这个示例中，IVC在BDC压缩冲程与TDC压缩冲程之间发生。因此，IVC朝向BDC压缩冲程提前，并且朝向TDC压缩冲程延迟。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。

自图2的顶部的第四曲线是发动机火花正时随着时间变化的曲线。当轨迹沿Y轴箭头的方向移动时，提前发动机火花正时，而当轨迹朝向X轴移动时，延迟发动机火花正时。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。

自图2的顶部的第五曲线是发动机λ随着时间变化的曲线。λ是发动机的当前空燃比除以化学计量空燃比。因此，等于1的值表示发动机空燃比是化学计量空燃比，小于1的值表示向发动机供应浓空燃比，而大于1的值表示向发动机供应稀空燃比。在等于1的λ和等于0.75的λ处提供水平线用于参考。发动机λ沿Y轴箭头的方向变得更稀，而朝向X轴变得更浓。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。

自图2的顶部的第六曲线是发动机要求的扭矩随着时间变化的曲线。发动机要求的扭矩沿Y轴箭头的方向增加，并沿X轴的方向减小。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。

图2的顺序表示当发动机在大于阈值海拔的海拔处运转时根据图3和4的方法模拟的发动机运转顺序。在小于阈值海拔的海拔处的发动机运转未在这个示例中示出。

在时刻T0处，真空容器中的真空水平处于较高的水平，并且发动机进气真空处于表示发动机正以较高的发动机负荷运转的较低的水平。IVC被提前，而火花正时被略微延迟。发动机以等于1的λ值运转以提高催化剂效率，并且要求的扭矩处于中等水平。

在时刻T0与时刻T1之间，真空存储容器中的真空水平减小。真空存储容器中的真空水平可以经由使用真空并将空气释放到真空容器中的真空消耗装置(诸如制动助力器)来减小。当发动机要求的扭矩减少时，发动机进气歧管真空略微增加，因为更少的空气被发动机消耗从而提供较低的扭矩。响应于发动机转速(未示出)和较低的发动机扭矩，IVC正时被略微延迟，而火花正时被略微提前。发动机λ值保持在等于1的值。

在时刻T1处，真空存储容器的真空水平小于水平204，并且进气歧管真空在水平204的阈值真空之内。发动机要求的扭矩处于较低的水平，但不处于怠速状况。响应于真空请求和进气歧管真空处于真空水平202的阈值真空之内，发动机λ值转变为0.75以加浓发动机空燃比。响应于真空容器中的真空水平小于真空水平202而产生真空请求。

通过加浓发动机空燃比，发动机可以产生需要的发动机扭矩(例如，驾驶员要求的扭矩)，但是具有更少的空气消耗。降低的空气消耗导致增加的进气歧管真空。发动机要求的扭矩可以利用额外的燃料并经由减少向发动机供应的空气量来产生。响应于加浓发动机空燃比或发动机扭矩的增加，发动机进气歧管真空随着流入发动机中的发动机空气量减少而增加。根据IVC正时和火花正时的基本值(例如，被经验地确定且被存储在表中，并且经由发动机转速与扭矩来编索引)，IVC正时被略微延迟，而火花正时被略微提前。增加的发动机进气真空允许发动机通过将空气从真空容器吸入发动机中来增加真空容器中的真空。

在时刻T2处，真空容器的真空水平增加至大于水平202阈值量的水平。因此，响应于存储的真空的量大于水平202，发动机λ从0.75增加(稀化)到1。IVC正时被提前较小量，而火花正时被略微延迟。发动机要求的扭矩保持与当空燃比被加浓时相同。

在时刻T3处，响应于驾驶员应用加速器踏板，发动机要求的扭矩增加。响应于发动机要求的扭矩的增加，进气歧管真空降低，并且IVC正时被提前。而且，响应于发动机要求的扭矩的增加，火花正时被延迟。发动机以具有等于1的λ值的空气燃料混合物运转。接近时刻T4，响应于低水平的车辆制动器应用，真空容器中的真空水平保持被降低。

在时刻T4处，响应于驾驶员释放加速器踏板，发动机要求的扭矩减少。发动机开始在怠速状况(例如，怠速转速与扭矩)下运转。响应于发动机进入怠速状况，火花正时被提前，而IVC正时被延迟。进气歧管真空增加，但是它不足以在真空容器中产生额外的真空。

在时刻T5处之后不久，响应于驾驶员进一步应用车辆制动器，真空容器的真空水平降低。真空容器的真空水平降至小于水平202的水平；因此，提供真空请求。IVC正时被提前，而火花正时被保持稳定。IVC正时的变化未提供发动机进气歧管真空的期望的增加。随后，发动机空燃比被加浓为使发动机以0.75λ运转。加浓供应到发动机的空气燃料混合物允许发动机以较低的发动机空气流速产生需要的扭矩，由此增加发动机进气歧管真空。发动机进气歧管真空的增加允许从真空存储容器吸入空气，以增加真空存储容器中的真空。

在时刻T6处，真空容器中的真空水平增加至大于水平202加上阈值真空量的水平。发动机空燃比被稀化，使得发动机以等于1的λ值运转。IVC被延迟，而火花正时被保持恒定。因此，发动机进气真空降低。发动机要求的扭矩保持在低水平，并且发动机保持在较高的海拔处运转。

在时刻T6之后，不存在对真空的额外的请求，并且发动机以化学计量比空气燃料混合物运转。进气歧管压力和扭矩遵循驾驶员要求的扭矩。

现在参照图3和4，示出了用于增加真空产生的示例发动机控制方法的流程图。图3和4的方法可以作为可执行指令被存储在非临时性存储器中。此外，图3和4的方法可以提供在图2中示出的运转顺序。

在302处，方法300确定发动机工况。发动机工况可以包括发动机转速、发动机扭矩、发动机温度、环境温度、大气压力、进气歧管压力和空燃比。在发动机工况被确定之后，方法300进行到304。

在304处，方法300判断发动机运转的车辆的海拔是否大于阈值海拔。阈值海拔可以针对不同的发动机、车辆质量及其他运转参数而改变。如果方法300判断车辆海拔大于阈值，那么回答为是，并且方法300进行到图4的340。否则，回答为否，并且方法300进行到306。

此外，大气压力可以是海拔的替代。因此，如果大气压力小于阈值压力，那么回答为是，并且方法300进行到340。否则，回答为否，并且方法300进行到306。

在340处，方法300判断真空存储容器中的真空水平(例如，50kPa)是否小于(L.T.)第一阈值真空水平。第一阈值真空水平可以随着车辆工况(诸如海拔和环境温度)而改变。在一个示例中，方法300基于压力传感器的输出来确定真空存储容器中的真空水平。如果方法300判断真空存储容器中的真空水平小于第一阈值水平，那么回答为是，并且方法300进行到344。否则，回答为否，并且方法300进行到342。

在342处，方法300停止从真空存储容器到发动机进气歧管真空的气流。在一个示例中，当进气歧管中的真空水平小于真空容器中的真空水平时，止回阀限制从真空存储容器到发动机进气歧管的气流。然而，如果发动机进气歧管中的真空水平大于真空容器中的真空水平，那么可以允许空气从真空容器流向发动机进气歧管。可替代地，电磁阀可以关闭，以防止发动机进气歧管与真空容器之间的气动连通。另外，发动机以化学计量比均质空气燃料混合物运转。在从真空容器到发动机进气歧管的气流停止之后，方法300退出。

在344处，方法300请求为真空容器产生额外的真空。因此，对真空的请求可以基于存储在真空容器中的真空量小于阈值真空量。在真空请求被提供之后，方法300进行到346。

在346处，方法300判断进气歧管真空是否大于(G.T.)第二阈值真空。第二阈值真空可以大于第一阈值真空。注意，更大的或增加的真空对应于更低的压力。进气歧管真空可以经由进气歧管压力传感器来确定。如果方法300判断进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到380。否则，回答为否，并且方法300进行到348。

在348处，方法300判断发动机扭矩是否小于阈值扭矩。在一个示例中，阈值扭矩可以是在发动机怠速状况下的发动机扭矩。另外，在一些示例中，方法300可以要求发动机转速在阈值转速之下(例如，处于怠速转速)，对于为是的回答，允许方法300进行到360。如果方法300判断发动机扭矩小于阈值，那么回答为是，并且方法300进行到360。否则，回答为否，并且方法300进行到350。

在350处，方法300判断发动机进气歧管真空是否在第二阈值真空的阈值真空之内(例如，在3kPa的真空之内)。如果方法300判断发动机进气歧管真空在345处描述的第二真空的阈值真空之内，那么回答为是，并且方法300进行到354。否则，回答为否，并且方法300进行到352。

在352处，方法300将发动机空燃比偏置为稀并将发动机的排气***中的催化剂偏置为稀。在一个示例中，催化剂被调整到催化剂的大于60％的可用氧存储位置用于存储氧的状态。当发动机正在浓运转时，将催化剂偏置为稀状态可以允许发动机浓运转更长的时间段，以产生额外的真空。在发动机空燃比和催化剂被偏置为稀之后，方法300退出。

在354处，方法300加浓发动机空燃比，以使发动机以0.8或更小的λ值运转。在一些示例中，发动机在发动机扭矩被维持的浓状况运转，而与当发动机在相同的扭矩下以化学计量空燃比运转时相同的火花正时下，发动机空气消耗减少12％。换句话说，期望的发动机扭矩可以从发动机以化学计量空燃比与火花正时(例如，MBT火花正时)运转的状况维持到发动机浓空燃比、相同的火花正时及少12％的空气运转的状况。因此，通过使发动机以浓空燃比运转，发动机能够在更少空气流入发动机的情况下产生所要求的发动机扭矩，由此增加进气歧管真空。因此，发动机空气流速也可以在354处被减小，并且发动机转速可以被维持(例如，在怠速转速)。加浓的发动机空气燃料混合物是均质混合物。在发动机空燃比从化学计量空燃比被加浓之后，方法300进行到380。

然而，如果发动机的排气***中的催化剂的状态浓于期望的状态(例如75％的可用氧存储位置未被氧占据)，那么方法300可以返回到使发动机在化学计量比状况下运转，或发动机可以稀运转一段时间，以确保更高的催化剂效率。因此，方法300可以在浓于化学计量比(例如，0.8λ)或稀于化学计量比之间改变发动机空燃比控制，以提高催化剂效率同时产生真空。用于制动器真空补充的真空产生时间段可以小于1秒。因此，方法300可以在浓运行之后稀运行，以提高真空再生期间的催化剂效率。

在380处，方法300将空气从真空容器吸入到发动机中，以增加真空容器中的真空。在止回阀被放置在发动机进气歧管与真空容器之间的***构造中，当发动机进气歧管中的真空超过真空容器中的真空时，止回阀可以自动打开。在将空气从真空容器吸到发动机进气歧管之后，方法300退出。

在360处，方法300朝向BDC进气冲程提前发动机汽缸的IVC正时，以增加发动机的容积效率。通过增加发动机的容积效率，发动机可以以较低的进气歧管压力或较高的真空运转。因此，IVC可以被提前，以增加发动机的真空产生能力。在IVC正时被提前之后，方法300进行到362。

在362处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在346处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到380。否则，回答为否，并且方法300进行到364。

在364处，方法300朝向最大扭矩最小点火提前角(MBT)的火花正时提前发动机火花正时。通过提前火花正时，发动机可以在吸入更少空气的情况下产生额外的扭矩。提前火花正时减少发动机的扭矩储备，并且如果未料到的扭矩被施加于发动机，那么可以使更少发动机扭矩可用。在发动机火花正时被提前之后，方法300进行到366。

在366处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在346处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到380。否则，回答为否，并且方法300进行到368。

在368处，方法300加浓供应给发动机的空气燃料混合物。通过加浓发动机空燃比，发动机可以产生需要的扭矩，同时相比于发动机以化学计量空燃比运转的类似状况，吸入更少的空气。因此，发动机空气流速也可以在368处被减小，并且发动机转速可以被维持(例如，在怠速转速)。在一个示例中，发动机可以以0.8或更浓的λ值运转，以增加发动机扭矩。加浓的发动机空气燃料混合物是均质混合物。在发动机的空燃比被加浓之后，方法300进行到370。

然而，如果发动机的排气***中的催化剂的状态浓于期望的状态(例如75％的可用氧存储位置未被氧占据)，那么方法300可以返回到使发动机在化学计量比状况下运转，或发动机可以稀运转一段时间，以确保更高的催化剂效率。因此，方法300可以在浓于化学计量比(例如，0.8λ)或稀于化学计量比之间改变发动机空燃比控制，以提高催化剂效率同时产生真空。

在370处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在346处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到380。否则，回答为否，并且方法300进行到372。

在372处，方法300从发动机卸载交流发电机负荷、从发动机卸载空调负荷和/或卸载辅助的发动机负荷以减少应用于发动机的扭矩，从而使得发动机可以继续以其期望的转速(例如，怠速转速)运转。通过减少应用于发动机的负荷，能够使发动机在期望的转速以更低的发动机空气流速运转，使得额外的真空被产生。在发动机负荷被卸载之后，方法300进行到380。

因此，当发动机在阈值海拔之上运转时，方法300可以加浓发动机空燃比。另外，加浓发动机空燃比可以被包括在当车辆在某一海拔处运转时为增加发动机进气歧管真空所采取的动作顺序中。在当发动机扭矩大于怠速状况下的发动机扭矩时的一些状况期间，响应于当发动机进气歧管中的真空在阈值真空水平之内时对真空的请求，发动机空燃比可以被加浓，使得额外的真空可以由发动机在超怠速状况(off idle condition)下提供。

在306处，方法300判断真空存储容器中的真空水平(例如，50kPa)是否小于(L.T.)第一阈值真空水平。第一阈值真空水平可以随着车辆工况(诸如海拔和环境温度)而改变。如果方法300判断真空存储容器中的真空水平小于第一阈值水平，那么回答为是，并且方法300进行到310。否则，回答为否，并且方法300进行到308。

在308处，方法300停止从真空存储容器到发动机进气歧管真空的气流。在一个示例中，当进气歧管中的真空水平小于真空容器中的真空水平时，止回阀限制从真空存储容器到发动机进气歧管的气流。然而，如果发动机进气歧管中的真空水平大于真空容器中的真空水平，那么可以允许空气从真空容器流向发动机进气歧管。可替代地，电磁阀可以关闭，以防止发动机进气歧管与真空容器之间的气动连通。另外，发动机以化学计量比均质空气燃料混合物运转。在从真空容器到发动机进气歧管的气流停止之后，方法300退出。

在310处，方法300请求为真空容器产生额外的真空。因此，对真空的请求可以基于在真空容器中存储的小于阈值真空量的真空量。在真空请求被提供之后，方法300进行到312。

在312处，方法300判断进气歧管真空是否大于(G.T.)第二阈值真空。第二阈值真空可以大于第一阈值真空。进气歧管真空可以经由进气歧管压力传感器来确定。如果方法300判断进气歧管真空大于第二阈值真空(例如34kPa)，那么回答为是，并且方法300进行到328。否则，回答为否，并且方法300进行到314。

在314处，方法300朝向BDC进气冲程提前发动机汽缸的IVC正时，以增加发动机的体积效率。通过增加发动机的体积效率，发动机可以以较低的进气歧管压力或较高的真空运转。因此，IVC可以被提前，以增加发动机的真空产生能力。在IVC正时被提前之后，方法300进行到316。

在316处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在312处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到328。否则，回答为否，并且方法300进行到318。

在318处，方法300朝向最大扭矩的最小点火提前角(MBT)的火花正时提前发动机火花正时。通过提前火花正时，发动机可以在吸入更少空气的情况下产生额外的扭矩。如果未预料到的扭矩被应用于发动机，那么提前火花正时减少发动机的扭矩储备，并且可以使更少发动机扭矩可用。在发动机火花正时被提前之后，方法300进行到320。

在320处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在312处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到328。否则，回答为否，并且方法300进行到322。

在322处，方法300减少作用于发动机的交流发电机负荷和电力负荷。通过减少应用于发动机的负荷，能够使发动机在期望的转速以更低的发动机空气流速运转，使得额外的真空被产生。经由减少交流发电机的场电流，可以从发动机去除交流发电机负荷。在交流发电机负荷和电力负荷被减少之后，方法300进行到324。

在324处，方法300判断发动机进气歧管真空是否大于在346处描述的第二阈值真空。如果方法300判断发动机进气歧管真空大于第二阈值真空，那么回答为是，并且方法300进行到328。否则，回答为否，并且方法300进行到326。

在326处，方法300卸载辅助的发动机负荷以减少应用于发动机的扭矩，从而使得发动机可以继续以其期望的转速(例如，怠速转速)运转。辅助的发动机负荷可以包括但不限于动力输出装置、空调压缩机、及其他发动机负荷。在发动机负荷被卸载之后，方法300进行到328。

在328处，方法300将空气从真空容器吸入到发动机中，以增加真空容器中的真空。在止回阀被放置在发动机进气歧管与真空容器之间的***构造中，当发动机进气歧管中的真空超过真空容器中的真空时，止回阀可以自动打开。在将空气从真空容器吸到发动机进气歧管之后，方法300退出。

以此方式，方法300提供了根据车辆运转的海拔的产生真空的不同方式。在这个示例中，响应于对真空的请求而加浓发动机空燃比仅在较高的海拔处被执行。然而，在一些示例中，响应于增加真空的请求，发动机空燃比可以在较低的海拔处被加浓。

因此，图3和4的方法提供了一种用于使发动机运转的方法，其包含：使发动机在怠速转速下以均质空气燃料混合物运转；以及响应于对真空的请求，加浓均质空气燃料混合物，并减少发动机空气流量，以将发动机维持在怠速转速。该方法包括，其中当真空请求不存在时，均质空气燃料混合物是化学计量空燃比。该方法包括，其中加浓均质空燃比包括将均质空燃比加浓到至少0.8λ。

在一些示例中，该方法包括，其中当环境大气压力大于阈值压力时，加浓均质空燃比不被执行，并且其中当环境大气压力不大于阈值压力时，加浓均质空燃比被执行。该方法包括，其中当发动机在小于阈值海拔的海拔处运转时，加浓均质空燃比不被执行，并且其中当发动机在大于阈值海拔的海拔处运转时，加浓均质空燃比被执行。该方法进一步包含，当发动机正以加浓的均质空燃比运转时，将空气从真空存储容器吸入到发动机中。该方法进一步包含，响应于当发动机正不以怠速运转时对真空的请求，向发动机供应浓均质空气燃料混合物，而在不存在对真空的请求的情况下，向发动机供应化学计量比均质空气燃料混合物。

图3和4的方法还提供了一种用于使发动机运转的方法，其包含：响应于真空请求和发动机进气歧管真空不小于阈值真空，提前进气门关闭正时、提前火花正时并且加浓向发动机供应的空气燃料混合物；以及响应于真空请求和发动机进气歧管真空在阈值真空水平的阈值真空之内，加浓向发动机供应的空气燃料混合物、不提前进气门关闭正时并且不提前火花正时。该方法包括，其中加浓空燃比包括将空燃比加浓到比0.8λ更浓的空燃比。

在一些示例中，该方法包括，其中在提前火花正时之前，提前进气门关闭正时。该方法包括，其中在加浓空燃比之前，提前火花正时。该方法进一步包含，响应于真空请求而将催化剂偏置为稀。该方法进一步包含，响应于发动机扭矩大于阈值扭矩，将向发动机供应的空气燃料混合物偏置为稀。该方法进一步包含，响应于环境大气压力大于阈值，不加浓向发动机供应的空气燃料混合物。

本领域技术人员应认识到，图3和4中描述的程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种步骤或功能可以以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文中所描述的目的、特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图示和说明而提供了所述处理顺序。尽管没有明确地示出，但本领域技术人员将意识到，一个或多个所示的步骤或功能可以根据所用的特定策略而重复地执行。

在此结束本说明书。本领域技术人员阅读本说明书将会想到不违背本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运行的L3、L4、L5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本说明书以受益。

Claims (20)

1.一种用于使发动机运转的方法，其包含：

在怠速转速下以均质空气燃料混合物运转发动机；

在所述发动机以所述怠速转速运转时产生真空请求；以及

响应于所述真空请求，加浓所述均质空气燃料混合物，并减少发动机空气流量，以将所述发动机维持在怠速转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中当真空请求不存在时，所述均质空气燃料混合物是化学计量空燃比。

3.根据权利要求1所述的方法，其中加浓所述均质空燃比包括将所述均质空燃比加浓到至少0.8λ。

4.根据权利要求1所述的方法，其中当环境大气压力大于阈值压力时，不执行加浓所述均质空燃比，并且其中当环境大气压力不大于所述阈值压力时，执行加浓所述均质空燃比。

5.根据权利要求1所述的方法，其中当发动机在小于阈值海拔的海拔处运转时，不执行加浓所述均质空燃比，并且其中当发动机在大于所述阈值海拔的海拔处运转时，执行加浓所述均质空燃比。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，当所述发动机以所述加浓的均质空燃比运转时，将空气从真空容器吸入到所述发动机中。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，响应于当所述发动机不以怠速转速运转时的真空请求，向所述发动机供应浓均质空气燃料混合物，而在不存在所述真空请求的情况下，向所述发动机供应化学计量比均质空气燃料混合物。

8.一种用于使发动机运转的方法，其包含：

响应于第一真空请求和发动机进气歧管真空不小于阈值真空，提前进气门关闭正时、提前火花正时并且加浓供应给所述发动机的空气燃料混合物；以及

响应于第二真空请求和所述发动机进气歧管真空在所述阈值真空的阈值真空水平之内，加浓供应给所述发动机的所述空气燃料混合物、不提前进气门关闭正时并且不提前火花正时。

9.根据权利要求8所述的方法，其中加浓所述空气燃料混合物包括将所述空气燃料混合物加浓到比0.8λ更浓的空燃比。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在提前火花正时之前，提前所述进气门关闭正时。

11.根据权利要求8所述的方法，其中在加浓所述空气燃料混合物之前，提前火花正时。

12.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含，响应于所述第二真空请求而将催化剂偏置为稀。

13.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含，响应于发动机扭矩大于阈值扭矩，将供应给所述发动机的所述空气燃料混合物偏置为稀。

14.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含，响应于环境大气压力大于阈值，不加浓供应给所述发动机的所述空气燃料混合物。

15.一种用于使发动机运转的***，其包含：

所述发动机；

真空容器，其在所述发动机外部并且包括真空传感器；以及

控制器，其包括被存储在非临时性介质中的可执行指令，以响应于所述真空容器的真空水平小于阈值真空水平而在所述真空容器的真空水平小于阈值真空水平时以被供应给所述发动机的浓空气燃料混合物运转所述发动机。

16.根据权利要求15所述的***，其进一步包含，被耦连至所述发动机的进气门调整装置和用于响应于所述真空容器的所述真空水平小于所述阈值水平而经由所述进气门调整装置来提前进气门正时的额外指令。

17.根据权利要求15所述的***，其进一步包含，被耦连至所述发动机的交流发电机和用于响应于所述真空容器的所述真空水平小于所述阈值水平而减少应用于所述发动机的所述交流发电机的负荷的额外指令。

18.根据权利要求15所述的***，其进一步包含，用于当所述真空容器的所述真空水平小于所述阈值水平时响应于所述发动机的扭矩水平大于阈值而向所述发动机供应稀空燃比的额外指令。

19.根据权利要求15所述的***，其进一步包含，用于响应于进气歧管真空在所述阈值真空的期望真空水平之内而向所述发动机供应稀空燃比的额外指令。

20.根据权利要求15所述的***，其进一步包含，用于响应于催化剂的状态而将所述空气燃料混合物稀化至化学计量比空气燃料混合物的额外指令。

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