專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料蒸汽處理系統(tǒng)限制在燃料箱內(nèi)產(chǎn)生的燃料蒸汽散發(fā)到大氣中。從燃料箱通過進(jìn)入通道加入到該系統(tǒng)中的燃料蒸汽一旦被吸附到設(shè)置于罐內(nèi)的吸附材料中，且在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，借助使用在進(jìn)氣管內(nèi)所產(chǎn)生的負(fù)壓，使所吸附的燃料蒸汽通過清洗通道排出到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中。借助清洗燃料蒸汽，恢復(fù)吸附材料的吸附能力。借助測量(meter)清洗過的氣體的流動速度(清洗過的空氣的流動速度和清洗過的燃料蒸汽的流動速度)來執(zhí)行燃料蒸汽的清洗，這種測量借助設(shè)置在清洗通道中的清洗控制閥來執(zhí)行。
清洗過的燃料蒸汽與噴射器所供給來的燃料一起進(jìn)行燃燒，從而得到合適的空氣/燃料比，重要的是，高精確度來測量清洗過的燃料蒸汽的實(shí)際量。作為測量清洗量的方法，在JP-5-18326A中公開了一種這樣的方法把熱絲型流量測量計(jì)安裝在清洗通道中。
但是，通常在假定為100％的空氣或者一種成分氣體的前提下設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)流量測量計(jì)。因此，難以高精確度地測量空氣-燃料蒸汽混合物的流動速度，這種混合物的濃度與清洗過的氣體一樣不是恒定不變的。在JP-5-33733A(USP-5216995)中，另一種熱絲型流量測量計(jì)安裝在大氣通道中，該大氣通道從清洗通道分支出來，從兩個(gè)流量測量計(jì)中所提供的輸出值中探測出清洗過的氣體的體積流動速度和燃料蒸汽在清洗過的氣體中的濃度。
在JP-5-18326A和JP-5-33733A(USP-5216995)中，由于流量測量計(jì)安裝在清洗通道中，因此不能探測到燃料蒸汽的濃度，除非燃料蒸汽的清洗通過清洗過的氣體來實(shí)現(xiàn)。因此，為了在控制空-燃比時(shí)反映所測量的燃料蒸汽的濃度，因此在清洗過的燃料蒸汽到達(dá)噴射位置之前需要測量燃料蒸汽的濃度，并且需要根據(jù)所測量出的燃料蒸汽濃度來校正從噴射器所噴射出的燃料量的指令值。
但是，在發(fā)動機(jī)具有小進(jìn)氣管容積的情況下，或者在進(jìn)氣的高流速工作區(qū)域內(nèi)，清洗過的燃料蒸汽到達(dá)噴射位置所需要的時(shí)間短于完成燃料蒸汽濃度測量所需要的時(shí)間，因此在控制空-燃比時(shí)難以反映合適地測量出的燃料蒸汽濃度。此外，限制了包括一些管子的布置在內(nèi)的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)和清洗起動工作區(qū)域。目前，使清洗流動速度減少到這樣的程度，以致燃料蒸汽在控制空-燃比時(shí)不會施加壞影響，這是唯一的方法來避免影響燃料蒸汽濃度的改變。在沒有清洗限制的情況下，難以合適地控制空-燃比。尤其地，當(dāng)燃料蒸汽處理系統(tǒng)應(yīng)用到復(fù)合動力車(目前這種車得到大力發(fā)展)上時(shí)，絕對需要執(zhí)行大量的清洗以恢復(fù)吸附能力，因?yàn)榍逑礄C(jī)會受到限制。希望發(fā)展一種這樣的技術(shù)它可以以高精確度地測量燃料蒸汽的實(shí)際清洗量，并且提高清洗流動速度。

發(fā)明內(nèi)容
由于上述問題產(chǎn)生了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以迅速地、精確地測量燃料蒸汽的濃度，因此可以有效地清洗燃料蒸汽，并且合適地控制空-燃比。
根據(jù)本發(fā)明，一種內(nèi)燃機(jī)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，包括罐，它裝有吸附材料，以暫時(shí)吸附從燃料箱的內(nèi)部通過進(jìn)入通道導(dǎo)入其中的燃料蒸汽；清洗通道，它把具有從吸附材料所釋放出來的燃料蒸汽的空氣-燃料混合物導(dǎo)入到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中，并且清洗燃料蒸汽；及清洗控制閥，它設(shè)置在清洗通道中，以根據(jù)空氣-燃料混合物中的燃料蒸汽濃度的測量結(jié)果來調(diào)整清洗流動速度。
該系統(tǒng)還包括測量通道，它具有節(jié)流孔；氣流產(chǎn)生裝置，它在測量通道內(nèi)和沿著測量通道產(chǎn)生氣流；測量通道開關(guān)裝置，它在第一濃度測量狀態(tài)和第二濃度測量狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換測量通道，在該第一濃度測量狀態(tài)下，測量通道在它的兩端上通到大氣中，從而允許空氣作為氣體流過測量通道，而在第二濃度測量狀態(tài)下，該測量通道在兩端上與罐相連通，從而允許從罐中供給來的空氣-燃料混合物作為氣體流過測量通道。
該系統(tǒng)還包括壓差探測裝置，它探測節(jié)流孔兩端上的壓差；及燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置，根據(jù)在第一濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差和在第二濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差，它計(jì)算燃料蒸汽濃度。
當(dāng)氣流產(chǎn)生裝置的生產(chǎn)量恒定不變時(shí)，然后根據(jù)能量守恒定律，通過測量通道的流動速度和在成分上不同于空氣的、也通過測量通道的氣體的流動速度由于密度不同而相互不相同。由于在密度和燃料蒸汽的濃度之間具有相關(guān)性，因此流動速度根據(jù)燃料蒸汽的濃度而進(jìn)行改變。由于流動速度限制了節(jié)流孔中的壓力損失，因此根據(jù)在第一濃度測量狀態(tài)中所探測到的壓差和在第二濃度測量狀態(tài)中所探測到的壓差來探測燃料蒸汽的濃度。
由于設(shè)置了測量通道，因此在氣體沒有流過清洗通道的情況下，可以探測燃料蒸汽的濃度。因此，不必確定清洗期間的燃料蒸汽的濃度，并且可以合適地控制空-燃比，同時(shí)可以有效地清洗燃料蒸汽。
此外，由于節(jié)流孔沒有安裝在清洗通道中，因此不擔(dān)心清洗通道中的氣體流動受到節(jié)流孔的阻礙。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是第一流程圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖3是第二流程圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖4是正時(shí)圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖5是第一示圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要部分中的氣體流動；圖6是第二示圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要部分中的氣體流動；圖7是第一示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖8是第二示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖9是第三示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖10是第三流程圖，它示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖11是第四示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖12是第五示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖13是示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)；圖14是示圖，它解釋了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的另一種改進(jìn)；圖15是燃料蒸汽處理系統(tǒng)的另一改進(jìn)的結(jié)構(gòu)圖；圖16是本發(fā)明第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
圖17是第一流程圖，它示出了第二實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖18是第二流程圖，它示出了第二實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖19是正時(shí)圖，它示出了第二實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖20是示圖，它示出了第二實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要部分中的氣體流動；圖21是示圖，它解釋了第二實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖22是本發(fā)明第三實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖23是第一流程圖，它示出了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖24是第二流程圖，它示出了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖25是正時(shí)圖，它示出了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖26是示圖，它示出了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要部分中的氣體流動；圖27是第一示圖，它解釋了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)；圖28是第二示圖，它解釋了第三實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)；圖29是本發(fā)明第四實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖30是流程圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖31是正時(shí)圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的工作；圖32是示圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要部分中的氣體流動；
圖33是結(jié)構(gòu)圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)；圖34是結(jié)構(gòu)圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的另一改進(jìn)；圖35是結(jié)構(gòu)圖，它示出了第四實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的另一改進(jìn)；圖36是本發(fā)明第五實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖37是本發(fā)明第六實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖38是本發(fā)明第七實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖39是本發(fā)明第八實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖40是示圖，它示出了第一實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的清洗期間的氣體流動；及圖41是示圖，它示出了第五實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的清洗期間的氣體流動。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例是把本發(fā)明應(yīng)用到車用發(fā)動機(jī)中。內(nèi)燃機(jī)1(在下文中稱為發(fā)動機(jī)1)的燃料箱11通過進(jìn)入通道12連接到罐13上。燃料箱11和罐13始終相互連通。吸收材料14裝入到罐13中從而暫時(shí)吸收在燃料箱11內(nèi)蒸發(fā)出來的燃料。罐13通過清洗通道15連接到發(fā)動機(jī)1的進(jìn)氣管2中。作為清洗控制閥的清洗閥16設(shè)置在清洗通道15中。當(dāng)清洗閥16打開時(shí)，罐13和進(jìn)氣管2相互形成連通。
清洗閥是電磁閥，例如，通過使用電子控制裝置(ECU)41、借助負(fù)荷控制來調(diào)整該電磁閥的開度，其中電子控制裝置41控制發(fā)動機(jī)1的不同部分。根據(jù)開度，從吸收材料14中釋放出的燃料蒸汽借助進(jìn)氣管2中的負(fù)壓而排出到進(jìn)氣管2中，并且與從噴射器5中所噴射出的燃料一起進(jìn)行燃燒。含有清洗過的燃料蒸汽的空氣-燃料混合物在下文中稱為“清洗過的氣體”(purged gas)。
在前端通到大氣中的清洗過的空氣通道17連接到罐13中。關(guān)閉閥18設(shè)置在清洗過的空氣通道17中。
清洗通道15和清洗過的空氣通道17通過作為測量通道的燃料蒸汽通道21相互連接。在罐13側(cè)上而不是在清洗閥16上，燃料蒸汽通道21通過分支通道25而連接到清洗通道15中，分支通道25從清洗通道15中分支出來。在罐13側(cè)上而不是在關(guān)閉閥18上，燃料蒸汽通道21通過分支通道26連接到清洗過的空氣通道17中，其中分支通道26從清洗過的空氣通道17中分支出來。在燃料蒸汽通道21中，從清洗通道15側(cè)開始按照這個(gè)順序設(shè)置有第一轉(zhuǎn)換閥31、節(jié)流孔22、泵23和第二轉(zhuǎn)換閥32。
第一轉(zhuǎn)換閥31是具有三通閥結(jié)構(gòu)的電磁閥，它在第一濃度測量狀態(tài)和第二濃度測量狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中在第一濃度測量狀態(tài)下，燃料蒸汽通道21在它的一端通到大氣中，而在第二濃度測量狀態(tài)下，燃料蒸汽通道21在它的一端與罐13產(chǎn)生連通。ECU41有選擇地在這兩個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)下控制第一轉(zhuǎn)換閥。ECU41如此預(yù)先設(shè)置，以致當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)換閥31關(guān)閉時(shí)，轉(zhuǎn)換狀態(tài)是第一濃度測量狀態(tài)，在這種測量狀態(tài)下燃料蒸汽通道21通到大氣中。
作為氣體流產(chǎn)生裝置的泵23是電動泵。在工作時(shí)，它的第一轉(zhuǎn)換閥31側(cè)用作吸入側(cè)從而使氣體沿著燃料蒸汽通道21進(jìn)行流動并且流入到燃料蒸汽通道21。ECU41控制它的ON/OFF工作和轉(zhuǎn)數(shù)。在到達(dá)預(yù)先設(shè)置的值時(shí)，轉(zhuǎn)數(shù)被控制成不變。
第二轉(zhuǎn)換閥32是具有三通閥結(jié)構(gòu)的電磁閥，該電磁閥在第一濃度測量狀態(tài)和第二濃度測量狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中在第一濃度測量狀態(tài)下，燃料蒸汽通道21在它的另一端通到大氣中，而在第二濃度測量狀態(tài)下，燃料蒸汽通道21的另一端與清洗過的空氣通道17產(chǎn)生連通。ECU41有選擇地把第二轉(zhuǎn)換閥32控制到這兩個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)中。ECU41如此預(yù)先設(shè)置，以致當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)換閥32關(guān)閉時(shí)，轉(zhuǎn)換狀態(tài)是第一濃度測量狀態(tài)，在這種測量狀態(tài)下燃料蒸汽通道21通到大氣中。
在節(jié)流孔22的兩端上，燃料蒸汽通道21通過壓力導(dǎo)管241和242連接到作為壓差探測裝置的壓差傳感器45上，借助壓差傳感器45來探測節(jié)流孔22兩端上的壓差。所探測到的壓差信號被輸出到ECU41中。
ECU41具有用于普通型發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能。根據(jù)設(shè)置在進(jìn)氣管2中的空氣流量傳感器42所探測到的進(jìn)氣量、進(jìn)氣壓力傳感器43所探測到的進(jìn)氣壓力、設(shè)置在排氣管3中的空燃比傳感器44所探測到的空燃比及點(diǎn)火信號、發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)冷卻水溫度和加速器位置，ECU41控制包括節(jié)氣閥4和用來噴射燃料的噴射器5在內(nèi)的各個(gè)部分，其中節(jié)氣閥4設(shè)置在進(jìn)氣管2中以調(diào)整進(jìn)氣量。這種控制被執(zhí)行來提供合適的燃料噴射量和節(jié)流角度。
圖2示出了由ECU41來執(zhí)行的燃料蒸汽清洗流動。在發(fā)動機(jī)起動時(shí)，執(zhí)行該流動。在步驟S101中，確定濃度探測條件是否存在。當(dāng)表示工作狀態(tài)的狀態(tài)量如發(fā)動機(jī)水溫、機(jī)油溫度和發(fā)動機(jī)速度位于預(yù)定范圍時(shí)，存在濃度探測條件。濃度探測條件設(shè)置成在建立關(guān)于后面將描述的燃料蒸汽清洗的執(zhí)行是否允許的清洗執(zhí)行條件之前來建立。
例如，在發(fā)動機(jī)冷卻水溫變成預(yù)定值T1或者更高并且確定發(fā)動機(jī)的預(yù)熱已完成時(shí)，建立清洗執(zhí)行條件。在發(fā)動機(jī)的預(yù)熱期間建立濃度探測條件，但是，例如，在冷卻水溫等于預(yù)定值T2或者更高時(shí)建立它，而該值T2設(shè)置成小于上述預(yù)定值T1。在下面這樣的期間(主要在減速期間)也建立濃度探測條件，在該期間，發(fā)動機(jī)進(jìn)行工作，并且燃料蒸汽停止清洗(purging)。在燃料蒸汽處理系統(tǒng)應(yīng)用到混合動力車的情況下，即使在發(fā)動機(jī)停止并且車輛借助馬達(dá)來運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也建立濃度探測條件。
當(dāng)步驟S101中的回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S102中，在該步驟S102中，執(zhí)行后面將描述的濃度探測程序。當(dāng)步驟S101中的回答是否定的時(shí)，處理流程移動到步驟S106中，在該步驟中，確定點(diǎn)火鑰匙是否關(guān)閉。當(dāng)步驟S106中的回答是否定的時(shí)，處理流程返回到步驟S101中。當(dāng)點(diǎn)火鑰匙處于關(guān)閉時(shí)，處理流程結(jié)束。
圖3示出了濃度探測程序的內(nèi)容，而圖4示出了在執(zhí)行濃度探測程序期間該系統(tǒng)的各種零件的狀態(tài)變化。在執(zhí)行濃度探測程序時(shí)，初始狀態(tài)是這樣的，即清洗閥16被關(guān)閉，關(guān)閉閥18打開，第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32被關(guān)閉，及泵23處于關(guān)閉(圖4中的A)。這種狀態(tài)與上述第一濃度測量狀態(tài)相一致。在步驟S201中，泵23被驅(qū)動，從而使氣體流過燃料蒸汽通道21(圖4中的B)。氣體(它是空氣)流過燃料蒸汽通道21，如圖5的箭頭所示一樣，并且又排入到大氣中。在步驟S202中，探測到這種狀態(tài)下的節(jié)流孔22中的壓差ΔP0。在步驟203中，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，并且第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32被打開(圖4中的C)。從第一濃度測量狀態(tài)移動到第二濃度測量狀態(tài)。這時(shí)，由于清洗閥16和關(guān)閉閥18被關(guān)閉時(shí)，氣體沿著環(huán)形通道進(jìn)行流動，該環(huán)形通道在罐13和節(jié)流孔22之間進(jìn)行循環(huán)。該氣體是含有燃料蒸汽的空氣-燃料混合物，因?yàn)樗ㄟ^罐13。
在步驟S205中，在這種狀態(tài)下探測節(jié)流孔22中的壓差ΔP1。
后面的步驟S206和S207由燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置來執(zhí)行的處理。在步驟S206中，根據(jù)兩個(gè)所探測到的壓差ΔP0和ΔP1和公式(1)來計(jì)算壓差比P。在步驟S207中，根據(jù)壓差比P和公式(2)來計(jì)算燃料蒸汽濃度C。在公式(2)中，K1是常數(shù)并且與控制程序一起預(yù)先儲存在ECU41的ROM中。
P＝ΔP1/ΔP0.......(1)C＝k1×(P-1)＝K1×(ΔP1-ΔP0)/ΔP0...(2)當(dāng)燃料蒸汽含在清洗過的氣體中時(shí)，密度變大，因?yàn)槿剂险羝赜诳諝?。在相同的?3的轉(zhuǎn)數(shù)和在燃料蒸汽通道21內(nèi)的相同流動速度下，根據(jù)能量守恒定律，節(jié)流孔22中的壓差變大。燃料蒸汽濃度C越大，那么壓差比P就越大。如圖7所示，燃料蒸汽濃度C和壓差比P所遵循的特征線變成了直線。公式(2)表示這樣的特征線。借助實(shí)驗(yàn)或者類似方法來預(yù)先得到常數(shù)k1。
圖8示出了壓力P-流動速度Q特性(在下文中稱為“泵特征”)。
在上述附圖中也示出了節(jié)流孔22中的壓差ΔP-流動速度Q特性(“節(jié)流孔特性”)。壓力P等于壓差ΔP，因?yàn)樵诓皇枪?jié)流孔22的其它部分處的壓力損失較小。節(jié)流孔特性可以用公式(3)來表示，其中假設(shè)流過節(jié)流孔22的流體密度是ρ。在公式(3)中，K是常數(shù)，并且K＝α×π×d2/4×21/2，其中d是節(jié)流孔22的孔徑，而α是節(jié)流孔22的流動系數(shù)。
Q＝K(ΔP/ρ)1/2...(3)因此，當(dāng)流過節(jié)流孔22的流體是空氣(在該附圖中是空氣，在下面中也是空氣)時(shí)并且當(dāng)所述流體是含有燃料蒸汽的空氣(在附圖中是HC，在下面也是HC)，公式(3-1)和(3-2)各自是效的。至于這些等式中的下標(biāo)，空氣表示流體是空氣，HC表示流體是含有燃料蒸汽的空氣。
QAir＝K(ΔPAir/ρAir)1/2...(3-1)QHC＝K(ΔPHC/ρHC)1/2...(3-2)如上所述，由于泵23被控制成使它的轉(zhuǎn)數(shù)變成常數(shù)，因此存在QAir＝QHC和公式(4)ρHC/ρAir＝ΔPHC/ΔPAir...(4)由于密度依賴于燃料蒸汽濃度，因此通過作為參數(shù)的壓差比ΔPHC/ΔPAir來知道燃料蒸汽濃度。不必學(xué)習(xí)泵的特性。ΔPHC和ΔPAir各自是ΔP1和ΔP0。
借助把泵23的轉(zhuǎn)數(shù)控制到常數(shù)值可以進(jìn)一步得到下面效果。
圖9示出了節(jié)流孔22的特性(節(jié)流孔特征)和泵23的特性(泵特性)。在不能執(zhí)行恒定旋轉(zhuǎn)控制的普通閥的情況下，當(dāng)壓力和負(fù)荷增大時(shí)，轉(zhuǎn)數(shù)降低，從而導(dǎo)致泵特性如圖9中的虛線所示一樣進(jìn)行改變，即流動速度與壓差一起降低了。因此，測量出的壓差變成了ΔP’Air和ΔP’HC。在執(zhí)行恒定轉(zhuǎn)速控制時(shí)，壓差如上所述那樣變成了ΔPAir和ΔPHC，因此與普通控制相比，它可以得到更大的增益。
當(dāng)泵23的轉(zhuǎn)數(shù)較小時(shí)，壓差ΔP變小并且燃料蒸汽濃度測量精確度變得較低，同時(shí)在泵23的轉(zhuǎn)數(shù)太大時(shí)，壓差ΔP變得較大了，從而影響轉(zhuǎn)換閥31和32的工作。因此，優(yōu)選的是，在考慮這點(diǎn)的同時(shí)設(shè)定泵23的轉(zhuǎn)數(shù)。
在步驟208中，暫時(shí)儲存所得到的燃料蒸汽濃度C。
在步驟S209中，第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32關(guān)閉，在步驟S210中，泵23被關(guān)閉。這個(gè)狀態(tài)與圖4中的A相同，而這個(gè)狀態(tài)是在濃度探測程序開始之前的狀態(tài)。
在執(zhí)行濃度探測程序(步驟S102)之后，在步驟S103中確定是否存在清洗執(zhí)行條件。如在普通型的燃料蒸汽處理系統(tǒng)中一樣，根據(jù)這樣的工作情況如發(fā)動機(jī)水溫、機(jī)油溫度和發(fā)動機(jī)速度來確定清洗執(zhí)行條件。
當(dāng)用來確定是否存在清洗執(zhí)行條件的步驟S103中的回答是肯定的時(shí)，在步驟S104中執(zhí)行清洗執(zhí)行程序。當(dāng)不存在清洗執(zhí)行條件時(shí)，即當(dāng)步驟S103中的回答是否定的時(shí)，在步驟S105中確定在執(zhí)行濃度探測程序之后是否已以過去了一個(gè)預(yù)定時(shí)間。當(dāng)步驟S105中的回答是否定的時(shí)，重復(fù)步驟S104的處理。當(dāng)用來確定在執(zhí)行濃度探測程序之后是否過去了該預(yù)定時(shí)間的步驟S105中的回答是肯定的時(shí)，處理流程返回到步驟S101中，在該步驟中，又執(zhí)行用來得到燃料蒸汽濃度C的處理，并且使燃料蒸汽濃度C更新到最新的值(步驟S101、S102)。根據(jù)濃度值的精確度來設(shè)置上述預(yù)定時(shí)間，該精確度是考慮燃料蒸汽濃度C隨時(shí)間改變所需要的。
圖10示出了清洗執(zhí)行程序的細(xì)節(jié)。借助允許的清洗流動速度上限值設(shè)定裝置來執(zhí)行步驟S301和S302的處理。在步驟S301中，探測發(fā)動機(jī)的工作條件，同時(shí)在步驟S302中，根據(jù)所探測到的發(fā)動機(jī)工作情況來計(jì)算出允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm。根據(jù)燃料噴射量來計(jì)算出允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm，其中在目前發(fā)動機(jī)工作情況如節(jié)氣閥角度下需要該燃料噴射量，此外，根據(jù)可以由噴射器5所控制的燃料噴射量的下限值來計(jì)算出該速度值Fm。較大的燃料噴射量沿著這樣的方向起作用沿著該方向，清洗過的燃料蒸汽流動速度與燃料噴射量之比變得較小，因此允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm也變得較大。
在步驟S303中，探測進(jìn)氣管壓力P0，同時(shí)在步驟S304中，根據(jù)進(jìn)氣管壓力P0來計(jì)算出基準(zhǔn)流動速度Q100。基準(zhǔn)流動速度Q100表示在流動流體是100％空氣并且清洗閥16的開度(在下文中稱為“清洗閥開度”)為100％時(shí)氣體流過清洗通道15的流動速度是100％。根據(jù)基準(zhǔn)流線圖來計(jì)算出它。圖11示出了基準(zhǔn)流線圖的例子。
在步驟S305中，根據(jù)在濃度探測程序中所探測到的燃料蒸汽濃度C和根據(jù)公式(5)來計(jì)算出清洗過的空氣-燃料混合物的估算流動速度Qc。在清洗閥開度設(shè)置在100％并且燃料蒸汽濃度C的、清洗過的氣體流過清洗通道15時(shí)，估算流動速度Qc是清洗過的氣體流動速度的估算值。圖12示出了燃料蒸汽濃度C和估算流動速度Qc與基準(zhǔn)流動速度Q100的比率之間的關(guān)系。當(dāng)燃料蒸汽濃度C變得較大時(shí)，清洗過的氣體密度增大，即使在相同的進(jìn)氣管壓力下，根據(jù)能量守恒定律，與清洗過的氣體是100％的空氣的情況相比，流動速度減小。附圖中的直線相當(dāng)于公式(5)。在公式(5)中，A是常數(shù)，它與控制程序一起被預(yù)先儲存在ECU41的ROM中。
Qc＝Q100×(1-A×C) ...(5)在步驟S306中，根據(jù)燃料蒸汽濃度C和估算流動速度Qc，并且根據(jù)公式(6)，在100％的清洗閥開度下和在燃料蒸汽濃度C的清洗過的氣體流過清洗通道15的情況下，計(jì)算出清洗過的燃料蒸汽的估算流動速度(在下文中稱為“估算的清洗過的燃料蒸汽流動速度”)Fc。
Fc＝Qc×C ...(6)借助開度設(shè)定裝置來執(zhí)行步驟S307到S309的處理。在步驟S307中，使估算的清洗過的燃料蒸汽流動速度Fc與允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm進(jìn)行比較，并且確定Fc是否小于或者等于Fm。當(dāng)回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S308中，在該步驟中，清洗閥的開度“x”設(shè)置在100％上。這是由于，即使在清洗閥的開度“x”設(shè)置在100％上時(shí)，具有最多可達(dá)允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值的范圍。
當(dāng)用來確定Fc是否等于或者小于Fm的步驟S307的回答是否定的時(shí)，確定在清洗閥開度“x”為100％時(shí)由于具有剩余的燃料蒸汽而不能合適地實(shí)現(xiàn)空-燃比控制，并且處理流程前進(jìn)到步驟S309中，在該步驟中，清洗閥的開度“x”設(shè)置在(Fm/Fc)×100％上。這是由于，在Fc＞Fm的情況下，保證合適空-燃比控制的最大清洗流動速度等于允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm。
在執(zhí)行步驟S308和S309之后，清洗閥16在步驟S310中打開。這時(shí)的開度等于在步驟S308或者S309中所設(shè)定的開度(圖4中的D)。
在步驟S311中，確定清洗停止條件是否存在。沒有移動到下一個(gè)步驟S312中，直到步驟S311中的回答變成肯定的為止。在建立清洗停止條件時(shí)，在步驟S312中關(guān)閉清洗閥16。
在執(zhí)行清洗執(zhí)行程序(步驟S104)時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S105中。
盡管在這個(gè)實(shí)施例中泵23被控制成恒定的轉(zhuǎn)數(shù)，但是這不總是能構(gòu)成限制。在這種情況下，需要得到(測量)泵23的特性，但是它的這些內(nèi)容根據(jù)泵23的結(jié)構(gòu)而不同?，F(xiàn)在解釋這點(diǎn)。圖13和14示出了泵特性，其中流動速度Q依賴于壓力P(壓差ΔP)。節(jié)流孔特性也示出在這些附圖中。圖13是這樣的情況燃料蒸汽濃度影響泵特性(因此工作流體的粘性影響泵特性)，圖14是這樣的情況燃料蒸汽濃度影響泵特性。在后者中，如是節(jié)流孔特性的情況一樣，示出了泵23中的工作流體只是空氣的情況下的泵特性和燃料蒸汽含在空氣中的情況下的泵特性。在泵特性不受燃料蒸汽濃度影響的前者中，所使用的泵具有內(nèi)部無泄漏的結(jié)構(gòu)，如膜片泵，在泵特性受燃料蒸汽濃度影響的后者中，所使用的泵具有內(nèi)部泄漏的結(jié)構(gòu)如葉片泵。這是由于，在內(nèi)部泄漏的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部泄漏量在工作流體的物理性能的影響下發(fā)生改變。
現(xiàn)在描述這樣的情況泵特性不受燃料蒸汽濃度的影響(圖13)。這種情況下的泵特性可以用公式(7)來表示，其中K1和K2是常數(shù)。假設(shè)非排出壓力是Pt，當(dāng)P＝Pt時(shí)從Q＝0的情況開始，K2＝-K1×Pt。Q＝K1×P+K2 ...(7)因此，在流過節(jié)流孔22的流體是空氣時(shí)，和在它是含有燃料蒸汽的空氣時(shí)，公式(7-1)和(7-2)各自有效。
QAir＝K1×ΔPAir+K2＝K1(ΔPAir-Pt) ...(7-1)QHC＝K1×ΔPHC+K2＝K1(ΔPHC-Pt) ...(7-2)至于節(jié)流孔特性，上述公式(3)、(3-1)和(3-2)有效。
由于在第一濃度測量狀態(tài)時(shí)公式(3-1)等于公式(7-1)，因此得到公式(8)。
K(ΔPAir/ρAir)1/2＝K1(ΔPAir-Pt) ...(8)轉(zhuǎn)化公式(8)就得到了公式(9)。
ρAir＝(K2×ΔPAir)/{K12×(ΔPAir-Pt)2} ...(9)同樣地，由于在第二濃度測量狀態(tài)時(shí)(3-2)＝(7-2)，得到公式(10)。
ρHC＝(K2×ΔPHC)/{K12×(ΔPHC-Pt)2} ...(10)從公式(9)和(10)中得到公式(11)。
ρHC/ρAir＝(ΔPHC/ΔPAir)×{(ΔPAir-Pt)/(ΔPHC-Pt)}2...(11)因此，為了得到燃料蒸汽濃度，除了ΔPair和ΔPHC之外，測量非排出壓力Pt以作為泵特性。
現(xiàn)在在下面描述這樣的情況燃料蒸汽濃度影響泵特性(圖14)。在這種情況的泵特性中，公式(7)中的K1和K2依賴于燃料蒸汽濃度。假設(shè)泵的非負(fù)荷情況(ΔPAir＝0，ΔPHC＝0)中的Q是Q0，那么在工作流體是空氣的情況下的非排出壓力是ΔPAt，及在工作流體是含有燃料蒸汽的空氣的情況下的非排出壓力是PHt，K1＝-Q0/PAt和K1’＝-Q0/PHt。因此，當(dāng)流過節(jié)流孔22的流體是空氣時(shí)，公式(7-1’)有效，并且當(dāng)所述流體是含有燃料蒸汽的空氣-燃料混合物時(shí)，公式(7-2’)有效。
QAir＝K1×ΔPAir+K2＝K1(ΔPAir-Pt)＝Q0×(1-ΔPAir/ΔPAt) ...(7-1’)QHC＝K1’×ΔPHC+K2’＝K1’(ΔPHC-Pt)＝Q0×(1-ΔPHC/ΔPHt) ...(7-2’)如前面所描述的那樣，由于在第一濃度測量狀態(tài)下公式(3-1)等于公式(7-1’)，因此形成了公式(12)。
ρAir＝(K2×ΔPAir)/{Q02×(1-ΔPAir/PAt)2}...(12)同樣地，在第二濃度測量狀態(tài)下，由于公式(3-2)等于公式(7-2’)，因此形成了公式(13)。
ρHC＝(K2×ΔPHC)/{Q02×(1-ΔPHC/PHt)2}...(13)從公式(12)和(13)中得到公式(14)。
ρHC/ρAir＝(ΔPHC/ΔPAir)×{(1-ΔPAir-PAt)/(1-ΔPHC-PHt)}2...(14)因此，為了得到燃料蒸汽濃度，因此除了ΔPAir和ΔPHC之外還測量非排出壓力PAt和PHt。
在這個(gè)實(shí)施例中，借助壓差傳感器45來探測節(jié)流孔22中的壓差。但是，可以采用圖15所示的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，壓力傳感器451和452各自直接設(shè)置在節(jié)流孔22的上游和下游，兩個(gè)壓力傳感器451和452所探測到的壓力之間的差值由ECU41A來計(jì)算以得出作為節(jié)流孔22中的壓差的差值。除了借助通過由兩個(gè)壓力傳感器415和452所探測到的壓力來進(jìn)行計(jì)算以得到壓差之外，ECU41A基本上與ECU41相同。
(第二實(shí)施例)圖16示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與用另一種結(jié)構(gòu)來取代第一實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。執(zhí)行基本上與第一實(shí)施例相同的工作的一些部分用與第一實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，下面主要描述與第一實(shí)施例不同的地方。
旁路27設(shè)置來使燃料蒸汽通道21和清洗過的空氣通道17相互直接相連，而沒有插入泵23和第二轉(zhuǎn)換閥32。旁路27的一端在位于節(jié)流孔22和泵23之間的位置上與燃料蒸汽通道21相連通，同時(shí)它的相對端在罐13側(cè)而不是在分支通道26中與清洗通道17相連通。旁路打開/關(guān)閉閥28設(shè)置在旁路27中。旁路打開/關(guān)閉閥28是正常情況下關(guān)閉的電磁閥，該電磁閥借助ECU41B的控制來打開和關(guān)閉，從而通過旁路27來切斷或者提供燃料蒸汽通道21和清洗過的空氣通道17之間的連通。
ECU41B基本上與用在第一實(shí)施例中的ECU相同。圖17和18示出了清洗執(zhí)行程序，該程序由ECU41B來執(zhí)行。如在第一實(shí)施例中的一樣，根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況來確定允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm，根據(jù)燃料蒸汽濃度C和進(jìn)氣管壓力P0來確定估算的清洗過的燃料蒸汽流動速度Fc(步驟S301到S306)。然后，根據(jù)允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm和估算的清洗過的燃料蒸汽流動速度Fc來設(shè)置清洗閥開度“x”(步驟S307到S309)。
在下面的步驟S350中，清洗閥16以清洗閥開度“x”來打開，因此而設(shè)定，第一轉(zhuǎn)換閥31和旁路打開/關(guān)閉閥28打開(圖19中的E)。形成清洗旁路，沿著該清洗旁路，一部分清洗過的空氣通過旁路27和節(jié)流孔22，同時(shí)旁通罐13(圖20)。
在步驟S351中，探測節(jié)流孔22中的壓差ΔP，然后在步驟S352中，根據(jù)所探測到的壓差ΔP來計(jì)算出供給到進(jìn)氣管2中的、清洗過的氣體的實(shí)際流動速度(在下文中稱為“實(shí)際清洗流動速度”，如這種情況一樣)Qr。作為清洗過的空氣，如上所述那樣，具有兩種，一種通過罐13，而另一種通過所述的清洗旁路。流動速度比是與相應(yīng)通道的截面積成比例的常數(shù)。節(jié)流孔22中的壓差ΔP與通過節(jié)流孔22的、清洗過的空氣的流動速度的平方成正比。因此，可以根據(jù)壓差ΔP來計(jì)算出實(shí)際流動速度Qr。圖21示出了壓差ΔP和實(shí)際清洗流動速度Qr之間的關(guān)系。
在步驟S353和S354中，與第一實(shí)施例中的步驟S303和304相同，探測進(jìn)氣管壓力P0(步驟S353)，根據(jù)所探測到的進(jìn)氣管壓力P0來計(jì)算出基準(zhǔn)流動速度Q100(步驟S354)。
步驟S355是借助另一個(gè)燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置來執(zhí)行的處理，在這種處理中，根據(jù)實(shí)際清洗流動速度Qr和基準(zhǔn)流動速度Q100及根據(jù)公式(14)來計(jì)算出燃料蒸汽濃度C。在公式(14)中，“A”是意義與公式(5)中的“A”相同的常數(shù)。
C＝(1/A)×(1-Qr/Q100) ...(14)在步驟S356中，根據(jù)公式(15)來計(jì)算出清洗過的燃料蒸汽流動速度F。
F＝Qr×C ...(15)在步驟S357中，使清洗過的燃料蒸汽流動速度F與允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm進(jìn)行比較，并且確定F是否等于或者大于Fm。當(dāng)回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S358，在該步驟中，清洗閥開度x為100％。這是由于，即使在清洗閥開度x是100％時(shí)，也具有最大為允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm的范圍。當(dāng)用來確定F是否等于或者小于Fm的步驟S357中的回答是否定的時(shí)，確定在清洗閥開度x為100％時(shí)由于具有剩余燃料蒸汽而不能合適地控制空-燃比，并且處理流程移動到步驟S359中，在這個(gè)步驟中，清洗閥開度x設(shè)置在(Fm/F)×100％上。這是由于在F大于Fm的情況下，能夠保持合適空-燃比控制的最大清洗流動速度變成了允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm。
在執(zhí)行步驟S358或者S359之后，在步驟S360中把清洗閥開度“x”控制到在步驟S358或者S359中所設(shè)定的開度。
在步驟S361中，與第一實(shí)施例步驟S311相同，確定是否存在清洗停止條件。當(dāng)步驟S361中的回答是否定的時(shí)，處理流程移動到步驟S351中，在該步驟中，清洗過的燃料蒸汽流動速度F和允許的清洗過的燃料蒸汽流動速度值Fm在新的工作情況下被更新，并且調(diào)整清洗閥16的開度(步驟S351到S360)。當(dāng)用來確定清洗停止條件是否存在的步驟S361中的回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S362中，在該步驟中，清洗閥16被關(guān)閉，第一轉(zhuǎn)換閥31被關(guān)閉，并且旁路打開/關(guān)閉閥28被關(guān)閉。
因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，即使在燃料蒸汽濃度C在清洗期間發(fā)生改變時(shí)，也可以相應(yīng)地調(diào)整清洗閥16的開度，因此可以以更加合適的方式來執(zhí)行空氣-燃料控制。
(第三實(shí)施例)圖22示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)。在上述附圖中，設(shè)置在從罐13通過進(jìn)入通道12到達(dá)燃料箱11和通過清洗通道15到達(dá)清洗閥16的范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)件的結(jié)合體(在下文中稱為“蒸發(fā)系統(tǒng)”)形成了封閉的空間，在清洗閥16被關(guān)閉時(shí)，該空間可以擴(kuò)散燃料蒸汽。根據(jù)美國的有關(guān)法律，必須安裝查找并消除故障的裝置來在蒸發(fā)系統(tǒng)中檢查燃料蒸汽是否泄漏(在下文中稱為“泄漏檢查”)。這個(gè)實(shí)施例相應(yīng)于用另一種結(jié)構(gòu)來取代第二實(shí)施例的一部分，因此可以以簡單的方式來實(shí)現(xiàn)泄漏檢查?；旧蠄?zhí)行與前面實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，并且下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29在節(jié)流孔22側(cè)而不是在與壓力導(dǎo)管242的連接處設(shè)置在燃料蒸汽通道21中。燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29是電磁閥，借助ECU41C使該電磁閥被控制來打開或者關(guān)閉燃料蒸汽通道21。在這個(gè)實(shí)施例中，借助使用節(jié)流孔22和壓差傳感器45來探測蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏。但是，只要燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29保持打開，那么這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本上與第二實(shí)施例的相同。借助執(zhí)行上述濃度探測程序和清洗執(zhí)行程序可以合適地控制空-燃比。
圖23示出了查找并消除故障的控制，該控制由ECU41C來執(zhí)行以檢查蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏情況，該蒸發(fā)系統(tǒng)是這個(gè)實(shí)施例的特征部分。在步驟S401中，確定泄漏檢查執(zhí)行條件是否存在。假設(shè)在車輛工作時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行了一個(gè)預(yù)定的時(shí)間階段或者更長或者在外部空氣溫度是預(yù)定的值或者更高時(shí)，泄漏檢查執(zhí)行條件存在。根據(jù)美國的OBD法律，當(dāng)滿足下面情況時(shí)建立泄漏檢查執(zhí)行條件。在大氣溫度為20°F或者更高，及在海平面上低于8000米時(shí)，車輛應(yīng)該工作600秒或者更長，以每小時(shí)25里或者更大來驅(qū)動應(yīng)該累計(jì)為300秒或者更長，怠速連續(xù)30秒或者更長。當(dāng)步驟S401的回答是否定的時(shí)，這些流程就結(jié)束了，同時(shí)在步驟S401中的回答是肯定的時(shí)，在步驟S402中確定鑰匙是否被關(guān)閉。當(dāng)步驟S402中的回答是否定的時(shí)，重復(fù)步驟S402的處理，從而等待鑰匙關(guān)閉。
當(dāng)用來確定鑰匙是否關(guān)閉的步驟S402中的回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S403中，在該步驟中，確定從鑰匙關(guān)閉時(shí)起是否過去了預(yù)定時(shí)間。步驟S403的過程是用來使執(zhí)行泄漏檢查停止，該泄漏檢查考慮到，剛好在鑰匙關(guān)閉之后，蒸發(fā)系統(tǒng)的狀態(tài)不穩(wěn)定并且不適合于執(zhí)行泄漏檢查，例如燃料箱11內(nèi)的燃料擺動或者燃料溫度不穩(wěn)定。預(yù)定時(shí)間是直到蒸發(fā)系統(tǒng)的狀態(tài)穩(wěn)定到這樣的程度以致在剛好關(guān)閉鑰匙之后的不穩(wěn)定狀態(tài)之后能夠精確地執(zhí)行泄漏檢查所需要的基準(zhǔn)時(shí)間。當(dāng)用來確定在關(guān)閉鑰匙之后是否已過去了該預(yù)定時(shí)間的步驟S403中的回答是否定的時(shí)，重復(fù)步驟S403的處理，同時(shí)在該預(yù)定時(shí)間過去時(shí)，即當(dāng)步驟S403中的回答是肯定的時(shí)，在步驟S404中實(shí)現(xiàn)泄漏檢查，并且結(jié)束這個(gè)流程。
圖24示出了泄漏檢查執(zhí)行程序，而圖25示出了該系統(tǒng)的各種零件的狀態(tài)的變化。在泄漏檢查執(zhí)行程序中，執(zhí)行狀態(tài)與狀態(tài)A相對應(yīng)，并且通過關(guān)閉第一轉(zhuǎn)換閥31來執(zhí)行這個(gè)程序。因此，在泵23側(cè)，而不是在節(jié)流孔22上，壓差傳感器45以大氣作為基準(zhǔn)地探測燃料蒸汽通道21的內(nèi)部壓力。這個(gè)壓力與圖25中的壓力相等。
在步驟S501中，泵23被接通(圖25中的B)。這個(gè)時(shí)間的氣體流動狀態(tài)與圖5中的狀態(tài)相同，在該狀態(tài)下，空氣流過燃料蒸汽通道21并又排出到大氣中(第一泄漏測量狀態(tài))。燃料蒸汽通道21的內(nèi)部壓力在位于節(jié)流孔22和泵23之間的位置上變成負(fù)的。在步驟S502中，變量i等于0。在步驟S503中，測量壓力P(i)。
在步驟S504中，使從直接的、前面的測量壓力P(i-1)減去這個(gè)時(shí)間測量的壓力P(i)的改變量P(i-1)-P(i)與閥值Pa進(jìn)行比較從而確定P(i-1)-P(i)是否小于Pa。當(dāng)回答是否定的時(shí)，變量i在步驟S505中增大，處理流程返回到步驟S503中。當(dāng)用來確定P(i-1)-P(i)是否小于Pa的步驟S504中的回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S506中。即所測量的壓力在驅(qū)動泵23時(shí)劇烈改變，之后逐漸收斂成這樣的一個(gè)壓力值該壓力值借助例如節(jié)流孔22中的通道截面積來限定出。由于所測量出的壓力具有這樣的情況，因此在所測量出的壓力收斂到足夠大的程度之后，執(zhí)行步驟S506和后面的步驟的處理。
在步驟S506中，P(i)被代替成基準(zhǔn)壓力P1。然后，在步驟S507中，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，旁路打開/關(guān)閉閥28被打開，燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29被關(guān)閉(圖25中的F)。
這時(shí)，燃料箱11、進(jìn)入通道12、罐13、清洗通道15和清洗過的空氣通道17中的氣體被排出到大氣中，如圖26的箭頭所示一樣，而蒸發(fā)系統(tǒng)的壓力減小了(第二泄漏測量狀態(tài))。這時(shí)，作為所測量出的壓力的收斂壓力的一達(dá)到壓力由蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏孔面積來限定出，因此可以說，除非達(dá)到壓力沒有達(dá)到基準(zhǔn)壓力P1，否則蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏孔大于節(jié)流孔22中的通道截面積。步驟S508到步驟S515涉及用來確定在蒸發(fā)系統(tǒng)中是否具有泄漏故障的處理，借助使所測量出的壓力與基準(zhǔn)壓力P1進(jìn)行比較來執(zhí)行該處理。在步驟S508中，變量i是0。在步驟S509中，測量壓力P(i)，然后，在步驟S510中，使所測量出的壓力P(i)與基準(zhǔn)壓力P1進(jìn)行比較，從而確定P(i)是否小于P1。當(dāng)回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S513中。在蒸發(fā)系統(tǒng)開始吸入之后的早期，所測量出的壓力P(i)常常不能到達(dá)基準(zhǔn)壓力P1，并且步驟S510中的回答是否定的。
當(dāng)用來確定P(i)是否小于P1的步驟S510中的回答是否定的時(shí)，處理流程移動到步驟S511中。步驟S511和S512的處理具有與步驟S504和S505相同的內(nèi)容。在步驟S511中，使從直接的前面的所測量出的壓力P(i-1)減去這時(shí)所測量出的壓力P(i)的改變量P(i-1)-P(i)與閾值Pa進(jìn)行比較從而確定P(i-1)-P(i)是否小于Pa。當(dāng)回答是否定的時(shí)，變量i在步驟S512中增大，并且處理流程返回到步驟S509中。當(dāng)用來確定P(i-1)-P(i)是否小于Pa的步驟S511中的回答是肯定的時(shí)，處理流程前進(jìn)到步驟S514中。步驟S511與步驟S504一樣等待所測量出的壓力P(i)進(jìn)行收斂(convergence)。
在步驟S513中，確定蒸發(fā)系統(tǒng)相對于泄漏量處于正常，同時(shí)在步驟S514中，確定故障如泄漏產(chǎn)生在蒸發(fā)系統(tǒng)中。因此，當(dāng)所測量出的壓力P(i)到達(dá)基準(zhǔn)壓力P1時(shí)，確定正常情況，同時(shí)在所測量出的壓力P(i)沒有達(dá)到基準(zhǔn)壓力P1時(shí)，在所測量出的壓力P(i)被收斂(converge)的情況下確定產(chǎn)生了故障。該確定是以節(jié)流孔中的通道橫截面積為基礎(chǔ)的。
考慮到泄漏孔的面積來設(shè)置節(jié)流孔22，該面積可以導(dǎo)致表明產(chǎn)生了故障的確定。
在步驟S513中確定正常情況之后，處理流程前進(jìn)到步驟S516中。在另一方面，在步驟S514中確定產(chǎn)生了故障之后，處理流程前進(jìn)到步驟S515中，在該步驟S515中，警告裝置進(jìn)行工作，然后該流程前進(jìn)到步驟S516中。例如，警告裝置是安裝在車用儀表板中的指示器。
在步驟S516中，泵23被關(guān)閉，關(guān)閉閥18被打開，打開/關(guān)閉閥18被關(guān)閉，燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29被打開，并且這個(gè)流程結(jié)束了。
因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，借助用于燃料蒸汽濃度測量的節(jié)流孔22、泵23和壓差傳感器45來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查。以較小的費(fèi)用來提供燃料蒸汽處理系統(tǒng)，因?yàn)樗槐靥峁┬碌膫鞲衅鳌?br> 泵23的流量可以在測量燃料蒸汽濃度的時(shí)間和檢查蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏的時(shí)間之間從一個(gè)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)中。借助增大或者減小泵23的轉(zhuǎn)數(shù)來實(shí)現(xiàn)泵流量的轉(zhuǎn)換。圖27和28示出了泵特性及燃料蒸汽濃度(附圖中的HC濃度)和改變泵轉(zhuǎn)數(shù)情況下的ΔP之間的關(guān)系。
如前面所提到的一樣，從泵特性和節(jié)流孔特性之間的交叉點(diǎn)中得到所探測到的壓差ΔP。在這種連接中，當(dāng)泵23的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置得較高以相對地提高流動速度時(shí)，燃料蒸汽濃度的不同主要被反應(yīng)在所探測到的壓差ΔP(圖27)中。即，借助使泵23的轉(zhuǎn)數(shù)較高，可以確保較大的探測增益(圖24)。另一方面，泵23的轉(zhuǎn)數(shù)超高，那么在泄漏檢查時(shí)蒸發(fā)系統(tǒng)的壓力就越低。當(dāng)燃料箱11的內(nèi)部和外部之間的壓差在泄漏檢查變得太大時(shí)，燃料箱11需要較大的強(qiáng)度，該燃料箱11通過由樹脂來進(jìn)行模制而形成。這是不理想的。根據(jù)這一點(diǎn)，借助在泄漏檢查期間使泵23的轉(zhuǎn)數(shù)較小，燃料箱11不需要過高的強(qiáng)度。
(第四實(shí)施例)圖29示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)。在第四實(shí)施例中，第三實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)被改進(jìn)來檢查蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏，如第三實(shí)施例中的一樣?；旧蠄?zhí)行與前面實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，并且下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
借助ECU41D由壓力傳感器451和452所探測到的壓力來計(jì)算出節(jié)流孔22中的壓差。沒有安裝燃料蒸汽通道打開/關(guān)閉閥29。
ECU41D基本上與ECU41A相同(圖15)。圖30示出了由ECU41D所實(shí)現(xiàn)的泄漏檢查執(zhí)行程序，而圖31示出了燃料蒸汽處理系統(tǒng)的各種零件的狀態(tài)變化。在步驟S601到S606中，與第三實(shí)施例中的步驟S501到S506相同，泵23被打開以讓空氣流過燃料蒸汽通道21，然后借助壓力傳感器452來探測壓力P(i)，及在得到P(i-1)-P(i)＜Pa的關(guān)系時(shí)把P1設(shè)置成等于P(i)。
在步驟S607中，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，第一轉(zhuǎn)換閥31被打開，并且旁路打開/關(guān)閉閥28被打開。借助壓力傳感器452來測量在這種狀態(tài)下被收斂的壓力。盡管氣體在圖32所示的這種狀態(tài)下進(jìn)行流動，但是與第三實(shí)施例不同的是，氣體可以流過節(jié)流孔22。在步驟S608到S615中，與第三實(shí)施例中的步驟S508到S515一樣，當(dāng)P1＜P(i)時(shí)，確定正常情況，同時(shí)當(dāng)P1實(shí)際上保持等于或者大于P(i)并且P(i)收斂到P(i-1)-P(i)＜Pa時(shí)，確定產(chǎn)生了故障并且警告裝置進(jìn)行工作。
在步驟S616中，泵23被關(guān)閉，關(guān)閉閥18被打開，第一轉(zhuǎn)換閥31被關(guān)閉，及旁路閥28被關(guān)閉。
因此，蒸發(fā)系統(tǒng)和節(jié)流孔22借助使第一轉(zhuǎn)換閥31打開而相互連通。因此，借助使用不是壓差傳感器而是壓力傳感器來探測要檢查的空間的壓力，不需要提供閥來關(guān)閉位于節(jié)流孔22側(cè)上的燃料蒸汽通道21，而不是與壓力導(dǎo)管242相連接。其結(jié)果是，進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)。
不必設(shè)置壓力傳感器451，如圖33所示。在這種情況下，在泵23進(jìn)行工作之前，由壓力傳感器452所探測到的壓力被認(rèn)為是由圖29中的壓力傳感器451所探測到的壓力。其結(jié)果是，可以進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)。
借助在兩個(gè)泄漏測量狀態(tài)下測量壓力減少范圍內(nèi)的壓力來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查。在這種情況下，在兩個(gè)泄漏測量狀態(tài)中的壓力減少范圍的結(jié)合與第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中的一樣，其中一個(gè)壓力減少范圍只是具有節(jié)流孔的燃料蒸汽通道，或者與第四實(shí)施例中的一樣，節(jié)流孔與蒸發(fā)系統(tǒng)形成一體，并且在與泵相對的側(cè)部上不會通到大氣中。
與這些模式不一樣，可以采用這樣的模式不僅蒸發(fā)系統(tǒng)的壓力借助泵來減少，而且在與泵相對的側(cè)部上，在通到包括節(jié)流孔在內(nèi)的燃料蒸汽通道的大氣中的情況，實(shí)現(xiàn)壓力減少。在這種情況下，所探測到的壓力值依賴于節(jié)流孔中的通道橫截面積和蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏孔中的通道橫截面積的總和。因此，借助使這個(gè)壓力值與壓力減少范圍只是節(jié)流孔的情況下的壓力值或者在壓力減少范圍只是蒸發(fā)系統(tǒng)的情況下的壓力值相比較，可以確定泄漏孔的尺寸大小。此外，不僅借助泵來減小壓力，而且可以采用施加壓力。
圖34示出了壓力施加型泄漏檢查的例子，在這個(gè)例子中，第二實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)被改進(jìn)成借助施加壓力來執(zhí)行蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查。
泵231是電動泵，它可以正、反旋轉(zhuǎn)。以與第二實(shí)施例相同的方式來執(zhí)行燃料蒸汽濃度的測量，同時(shí)把泵23的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定這樣的方向(這個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)在下文中稱為“正向旋轉(zhuǎn)”)在該方向上，氣體從第一轉(zhuǎn)換閥31流到第二轉(zhuǎn)換閥32。除了泵231的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置成相反方向(這個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)在下文中稱為“反向旋轉(zhuǎn)”)之外，以與第三實(shí)施例相同的方式來執(zhí)行蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查。在這種方法中，可以把壓力施加在壓力施加范圍內(nèi)，而不是施加在壓力減少處。即，當(dāng)泵231打開而第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32關(guān)閉時(shí)，且打開/關(guān)閉閥28關(guān)閉時(shí)，空氣被加入到燃料蒸汽通道21中并且氣體的流出受到節(jié)流孔22的限制，因此燃料蒸汽通道21的內(nèi)部壓力升高(第一泄漏測量狀態(tài))。接下來，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)換閥31打開及打開/關(guān)閉閥28打開時(shí)，空氣沿著由圖34的虛線所示的通道從泵231通過旁路27和清洗過的空氣通道17來加入，因此蒸發(fā)系統(tǒng)被增壓(第二泄漏測量狀態(tài))。借助比較在這兩個(gè)狀態(tài)中所探測到的壓力值來執(zhí)行泄漏檢查。
但是，在壓力施加型泄漏檢查中，在泄漏檢查結(jié)束之后，需要“內(nèi)部壓力釋放”使箱中的內(nèi)部壓力恢復(fù)到大氣壓力。在內(nèi)部壓力釋放時(shí)，當(dāng)罐13處于接近臨界點(diǎn)的吸附狀態(tài)時(shí)，吸附在罐中的HC借助內(nèi)部壓力釋放來實(shí)現(xiàn)解吸附，其結(jié)果是擔(dān)心HC進(jìn)入到泵中。尤其地，在使用具有內(nèi)部泄漏的結(jié)構(gòu)的泵(即葉片泵)的情況下，由于突破臨界點(diǎn)的HC從壓力施加線路進(jìn)入到泵中的結(jié)果，泵的P-Q特性發(fā)生改變，并且擔(dān)心，剛好在泄漏檢查之后，在探測濃度時(shí)，探測到錯(cuò)誤的濃度(即在發(fā)動機(jī)起動之后探測濃度)。作為對策，根據(jù)圖34所示的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部壓力釋放時(shí)，設(shè)置在旁路27(它使作為主大氣線路的、清洗過的空氣通道17和泵231相連通)中的打開/關(guān)閉閥28關(guān)閉。隨后，關(guān)閉閥18被打開，因此氣體從清洗過的空氣通道17流入到關(guān)閉閥18中，如圖所示，因此可以防止HC進(jìn)入到泵231中。
因此，借助把打開/關(guān)閉閥28設(shè)置在旁路27中，可以切斷罐13和泵231之間的連通。因此，即使在使用具有內(nèi)部泄漏的泵并剛好在壓力施加型泄漏檢查之后執(zhí)行探測濃度時(shí)，可以抑制泵特性的變化并且探測精確的濃度。當(dāng)在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)期間和在泄漏檢查之后執(zhí)行清洗時(shí)，沒有產(chǎn)生任何特性變化，因?yàn)楸貌糠忠餐ㄟ^新鮮氣體來掃氣。在圖34的結(jié)構(gòu)中，可以執(zhí)行一些工作，因此在內(nèi)部壓力釋放時(shí)沒有關(guān)閉打開/關(guān)閉閥28，泵231保持打開(而蒸發(fā)系統(tǒng)被增壓)，關(guān)閉閥18被打開，之后，打開/關(guān)閉閥28被關(guān)閉。此外，在這種情況下，可以防止HC進(jìn)入到泵部分中。
盡管在上面實(shí)施例中，在泄漏檢查時(shí)，使清洗過的空氣通道17和燃料蒸汽通道21相互連通的、同時(shí)旁通罐13的旁路27用作壓力減少通道或者壓力施加通道，但是這不總是構(gòu)成了限制部分。例如，可以采用沒有旁路27的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，泵23正向旋轉(zhuǎn)從而使從分支通道26通過清洗過的空氣通道17的蒸發(fā)系統(tǒng)增壓。還是在這種情況下，借助關(guān)閉第二轉(zhuǎn)換閥32可以防止突破臨界點(diǎn)(blow-through)的HC進(jìn)入到泵23中，在內(nèi)部壓力釋放期間，該閥32用作打開/關(guān)閉閥。因此，在本發(fā)明中，借助使用或者改進(jìn)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)就可以方便地實(shí)現(xiàn)泄漏檢查和濃度探測。
在每個(gè)上面的實(shí)施例中，不僅借助使用壓差傳感器或者壓力傳感器來探測壓差，而且還根據(jù)泵23的工作情況如驅(qū)動電壓、驅(qū)動電流和轉(zhuǎn)數(shù)來探測壓差。這是由于，這些情況根據(jù)泵負(fù)荷可以改變。在這種情況下，伏特計(jì)、安培計(jì)和轉(zhuǎn)速傳感器作為裝置設(shè)置來探測泵的工作情況。
盡管第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32的大氣側(cè)開口在上面實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖中沒有示出，但是這些開口通過一些預(yù)定管連通到空氣濾清器中。在這種連接中，可以采用圖35所示的這種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，一個(gè)空氣進(jìn)入通道51從清洗過的空氣通道17進(jìn)行分支，從而與第一和第二轉(zhuǎn)換閥31、32的大氣側(cè)開口相連通，并且連接到空氣濾清器52上，燃料蒸汽通道21通過空氣進(jìn)入通道51與清洗過的空氣通道17相連通。
因此，不必為每個(gè)轉(zhuǎn)換閥設(shè)置管子，即結(jié)構(gòu)更加緊湊了。
(第五實(shí)施例)圖36示出了本發(fā)明第五實(shí)施例的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。在第五實(shí)施例中，第三實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)被改進(jìn)來執(zhí)行蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查，如第三實(shí)施例中的一樣。基本上執(zhí)行與前面實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
燃料蒸汽通道61在一端側(cè)上通過轉(zhuǎn)換閥33與分支通道25相連通，該分支通道25從清洗通道15進(jìn)行分支，該轉(zhuǎn)換閥33用作測量通道開關(guān)裝置，并且燃料蒸汽通道61在它的相對端側(cè)上與清洗過的空氣通道17相連通。轉(zhuǎn)換閥33是具有三通閥結(jié)構(gòu)的電磁閥，它適合在燃料蒸汽通道61通到大氣中且分支通道25被關(guān)閉的那側(cè)和分支通道25與燃料蒸汽通道61相互連通的那側(cè)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
節(jié)流孔63和泵62設(shè)置在燃料蒸汽通道61中。壓力導(dǎo)管241和242在節(jié)流孔63的兩端上連接到燃料蒸汽通道61中，節(jié)流孔63之前和之后的壓差借助壓差傳感器45來探測。
轉(zhuǎn)換閥34設(shè)置在壓力導(dǎo)管242(它設(shè)置在清洗過的空氣通道17側(cè)上)中，從而在燃料蒸汽通道61側(cè)和大氣開口側(cè)之間使壓差傳感器45從一側(cè)轉(zhuǎn)換到另一側(cè)中。轉(zhuǎn)換閥34是具有三通閥結(jié)構(gòu)的電磁閥。轉(zhuǎn)換閥33和34借助ECU41E來進(jìn)行控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換閥34轉(zhuǎn)換到燃料蒸汽通道61側(cè)中時(shí)，由壓差傳感器45所提供的探測信號顯示燃料蒸汽通道61的內(nèi)部壓力。泵62是電動泵，它可以正反旋轉(zhuǎn)，它的打開-關(guān)閉和旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換借助ECU41E來控制。
通道64旁通節(jié)流孔63，并且打開/關(guān)閉閥65設(shè)置在通道64中。打開/關(guān)閉閥是具有兩通閥結(jié)構(gòu)的電磁閥。此外，在這個(gè)實(shí)施例中，如前面實(shí)施例中的一樣，關(guān)閉閥18設(shè)置來打開和關(guān)閉清洗過的空氣通道17。除了清洗閥16之外還使用四個(gè)閥。盡管這個(gè)數(shù)目比第三實(shí)施例少一個(gè)，但是可以進(jìn)行工作(燃料蒸汽濃度測量和蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查)，如前面實(shí)施例中的一樣。
(燃料蒸汽濃度的測量)首先，打開/關(guān)閉閥65關(guān)閉，并且關(guān)閉閥18被打開。然后，轉(zhuǎn)換閥33轉(zhuǎn)換到大氣敞開側(cè)，并且轉(zhuǎn)換閥34被轉(zhuǎn)換到燃料蒸汽通道61側(cè)中。泵62的旋轉(zhuǎn)方向被轉(zhuǎn)換到這樣的方向上在該方向上，來自泵62的排出氣體流入到節(jié)流孔63中(這個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)在下文中稱為“正旋轉(zhuǎn)”)。其結(jié)果是，從上述通道的一端進(jìn)入燃料蒸汽通道61中的空氣通過清洗過的空氣通道17并又排出到大氣側(cè)中。這種狀態(tài)與圖5所示的每個(gè)前面的實(shí)施例中的第一濃度測量狀態(tài)相對應(yīng)。這時(shí)，壓差傳感器45所探測到的壓差被輸入到ECU41E中。
接下來，把轉(zhuǎn)換閥33轉(zhuǎn)換到分支通道25側(cè)，并且關(guān)閉閥18被關(guān)閉。其結(jié)果是，形成有封閉的環(huán)形通道，沿著該通道，罐13內(nèi)的、含有燃料蒸汽的空氣從清洗通道15通過燃料蒸汽通道61，并且又返回到罐13。這種狀態(tài)與圖6所示的每個(gè)前面實(shí)施例中的第二濃度測量狀態(tài)相對應(yīng)。這時(shí)，由壓差傳感器45所探測到的壓差被輸入到ECU41E中。
在ECU41E中，根據(jù)在第一和第二濃度測量狀態(tài)中所探測到的壓差，以與前面實(shí)施例相同的方式(參見圖3中的步驟S206到S208)來計(jì)算出燃料蒸汽濃度。
(蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏檢查)還在蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查的情況下，打開/關(guān)閉閥65首先被關(guān)閉，并且關(guān)閉閥18被打開。然后，轉(zhuǎn)換閥33轉(zhuǎn)換到大氣敞開側(cè)，轉(zhuǎn)換閥34轉(zhuǎn)換到大氣敞開側(cè)中。在燃料蒸汽濃度測量時(shí)，泵62沿著與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向(在下文中稱為“反向旋轉(zhuǎn)”)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，燃料蒸汽通道61內(nèi)的空氣在下面這樣的情況下被排出空氣的進(jìn)入受到節(jié)流孔63的限制。這種狀態(tài)與第三實(shí)施例中的第一泄漏測量狀態(tài)相對應(yīng)，輸入由壓差傳感器45所探測到的壓力，直到它進(jìn)行收斂為止(參見圖24中的步驟S502到S506)。
接下來，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，打開/關(guān)閉閥65被打開。泵62如上面那樣進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，從罐13到清洗閥16和轉(zhuǎn)換閥33及從罐13到泵62的封閉空間形成為要檢查的空間，并且借助泵62來排出空氣。這種狀態(tài)與第三實(shí)施例中的第二泄漏測量狀態(tài)相對應(yīng)，輸入由壓差傳感器45所探測到的壓力，直到它進(jìn)行收斂為止。在ECU41E中，根據(jù)在第一和第二泄漏測量狀態(tài)中所探測到的壓力，確定具有泄漏或者沒有泄漏，因?yàn)樾孤┛椎拿娣e是基于節(jié)流孔63中的通道橫截面積，該節(jié)流孔是與第三實(shí)施例一樣的基準(zhǔn)噴孔(參見步驟S506到S515)。
在第二濃度測量狀態(tài)中，氣體循環(huán)環(huán)形通道形成在燃料蒸汽通道61和罐13之間。當(dāng)在所述通道上得到第二泄漏測量狀態(tài)時(shí)，不僅需要借助轉(zhuǎn)換閥33在分支通道25和燃料蒸汽通道61之間進(jìn)行關(guān)閉，而且還需要設(shè)置管來把蒸發(fā)系統(tǒng)連接到泵62上，例如在泵62和轉(zhuǎn)換閥33之間的位置上設(shè)置管來把清洗過的空氣通道17連接到燃料蒸汽通道61上，還設(shè)置閥來打開和關(guān)閉所述管(參見第三實(shí)施例(圖22)中的旁路27和旁通打開/關(guān)閉閥28)。
借助使泵62的旋轉(zhuǎn)方向反向以使氣體流動方向反向，這些管和閥可以被省略。因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，盡管這種簡單結(jié)構(gòu)減少了閥的數(shù)目，但是燃料蒸汽濃度的測量和蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏檢查基本上與第三實(shí)施中的相同。
(第六實(shí)施例)圖37示出了本發(fā)明第六實(shí)施例的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例相應(yīng)于取代第五實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)。執(zhí)行基本上與第一實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
在這個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置在燃料蒸汽通道61中的轉(zhuǎn)換閥66由具有節(jié)流孔的電磁閥構(gòu)成。在一個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)中，燃料蒸汽通道61變成了具有節(jié)流孔661的通道，同時(shí)在另一個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)中，燃料蒸汽通道61變成了沒有節(jié)流孔的簡單通道。該一個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)等同于第五實(shí)施例中的打開/關(guān)閉閥65的關(guān)閉狀態(tài)，而該另一個(gè)轉(zhuǎn)換狀態(tài)基本上等同于閥65的打開情況，因此可以實(shí)現(xiàn)第一和第二濃度測量狀態(tài)和第一和第二泄漏測量狀態(tài)。由于相關(guān)的通道可以被省去，因此結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步的簡化，管的布置變得簡潔了。
ECU41F不僅控制閥18、33和34，而且還控制電磁閥66，因此可以實(shí)現(xiàn)第一和第二濃度測量狀態(tài)和第一和第二泄漏測量狀態(tài)。
(第七實(shí)施例)圖38示出了本發(fā)明第七實(shí)施例的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例對應(yīng)于取代第五實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)。執(zhí)行基本上與前面實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
在這個(gè)實(shí)施例中，單向閥35設(shè)置在壓力導(dǎo)管242中，而不是用來使壓差傳感器45的壓力導(dǎo)管242在燃料蒸汽通道61側(cè)和大氣敞開側(cè)之間從一個(gè)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)的轉(zhuǎn)換閥。以這樣的方式來安裝單向閥35，以致從燃料蒸汽通道61到壓差傳感器45的方向是正向。當(dāng)節(jié)流孔63處于泵62的排出側(cè)上時(shí)單向閥35打開，并且從由壓差傳感器45所探測到的信號中得到壓差。當(dāng)節(jié)流孔63在泄漏測量狀態(tài)下處于泵62的吸入側(cè)上時(shí)，單向閥35關(guān)閉，并且從由壓差信號45所探測到的信號中得到燃料蒸汽通道61的內(nèi)部壓力。因此，借助只轉(zhuǎn)換泵62的旋轉(zhuǎn)方向，壓差傳感器45的輸出可以在壓差和壓力之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而沒有借助ECU41G來控制。因此，不僅可以簡化結(jié)構(gòu)，而且可以減輕ECU41G上的控制負(fù)擔(dān)。
(第八實(shí)施例)圖39示出了本發(fā)明第八實(shí)施例的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)施例對應(yīng)于取代第五實(shí)施例的一部分結(jié)構(gòu)。執(zhí)行基本上與前面實(shí)施例相同的工作的一些部分用與前面實(shí)施例相同的標(biāo)號來表示，下面主要描述與前面實(shí)施例不同的地方。
在這個(gè)實(shí)施例中，與圖15和29相同，設(shè)置兩個(gè)壓力傳感器451和452來取代壓差傳感器45，借助在ECU41H中計(jì)算由壓力傳感器451和452所探測到的壓力之間的差值，得到用來測量燃料蒸汽濃度所需要的節(jié)流孔63中的壓差，同時(shí)從由壓力傳感器451或者452中所探測到的信號中得到在蒸發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行泄漏檢查所需要的燃油蒸發(fā)通道61的內(nèi)部壓力。借助不需要第五和第七實(shí)施例中的閥裝置34和35，可以進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)。
盡管在每個(gè)上面實(shí)施例中泵只用來測量燃料蒸汽濃度和進(jìn)行蒸發(fā)系統(tǒng)中的泄漏檢查，但是如下面那樣泵可以用來幫助清洗燃料蒸汽。在圖1和22中的結(jié)構(gòu)中執(zhí)行清洗期間，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，第一轉(zhuǎn)換閥31被關(guān)閉，及第二轉(zhuǎn)換閥32被打開。當(dāng)在這種狀態(tài)下驅(qū)動泵23時(shí)，形成有圖40所示的氣流通道(所示出的結(jié)構(gòu)是圖1的結(jié)構(gòu))，并且可以提高清洗流動速度。在發(fā)動機(jī)中或者在進(jìn)氣管2的低負(fù)壓的工作區(qū)域中，可以補(bǔ)充清洗量。在圖36的結(jié)構(gòu)中執(zhí)行清洗期間，關(guān)閉閥18被關(guān)閉，并且打開/關(guān)閉閥65被打開。轉(zhuǎn)換閥33處于大氣敞開側(cè)上。當(dāng)泵23工作在這種狀態(tài)下時(shí)，形成有圖41所示的氣流通道，因此可以提高清洗流動速度。泵62上的負(fù)擔(dān)在這個(gè)實(shí)施例中較小。此外，在圖1和22中的結(jié)構(gòu)中，借助設(shè)置旁通節(jié)流孔22的通道和設(shè)置閥來打開和關(guān)閉所述通道使泵的負(fù)擔(dān)減輕了。但是，需要一個(gè)這樣的輔助閥?？梢哉f，使用泵的第五到第七實(shí)施例的結(jié)構(gòu)具有極高的實(shí)際值，而泵可以進(jìn)行正反旋轉(zhuǎn)以減少閥的數(shù)目。
在探測第一濃度測量狀態(tài)下的壓差和探測第二濃度測量狀態(tài)下的壓差之前，可以執(zhí)行燃料蒸汽的預(yù)先清洗。借助對保留在罐和清洗通道中的燃料蒸汽進(jìn)行一次清洗，在第一濃度測量狀態(tài)下可以避免燃料蒸汽混合到流過燃料蒸汽通道的氣體中，其中，流過燃料蒸汽通道的氣體是空氣?？梢栽黾舆@樣的處理根據(jù)ECU控制程序，作為預(yù)先清洗裝置，清洗閥18在執(zhí)行濃度探測程序之前打開一個(gè)預(yù)定時(shí)間(步驟S102)。在這種情況下，預(yù)定時(shí)間設(shè)定成，使那個(gè)時(shí)間期間的清洗量等于從清洗過的空氣通道的前端到關(guān)閉閥的容積?？梢苑乐诡A(yù)先清洗持續(xù)長于所需要的時(shí)間，并且迅速移動到濃度探測程序中。
本發(fā)明的具體描述不局限于上面所描述的這些，而是在它們沒有與本發(fā)明要點(diǎn)相矛盾的范圍內(nèi)，可以采用任何其它描述。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，它包括罐(13)，它裝有吸附材料(14)，以暫時(shí)吸附從燃料箱(11)的內(nèi)部通過進(jìn)入通道(12)導(dǎo)入其中的燃料蒸汽；清洗通道(15)，用于將包含從吸附材料(14)所釋放出來的燃料蒸汽的空氣-燃料混合物導(dǎo)入到內(nèi)燃機(jī)(1)的進(jìn)氣管(2)中，并且清洗燃料蒸汽；清洗控制閥(16)，它設(shè)置在清洗通道(15)中，以根據(jù)空氣-燃料混合物中的燃料蒸汽濃度的測量結(jié)果來調(diào)整清洗流動速度；測量通道(21)，它具有節(jié)流孔(22)；氣流產(chǎn)生裝置(23)，它在測量通道(21)內(nèi)和沿著測量通道(21)產(chǎn)生氣流；測量通道開關(guān)裝置(31、32、33)，它在第一濃度測量狀態(tài)和第二濃度測量狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換測量通道(21)，在該第一濃度測量狀態(tài)下，測量通道(21)在它的兩端上通到大氣中，從而允許空氣流過測量通道(21)，而在第二濃度測量狀態(tài)下，該測量通道(21)在兩端上與罐(13)相連通，從而允許從罐(13)中供給來的空氣-燃料混合物流過測量通道(21)；壓差探測裝置(45)，用于探測節(jié)流孔(22)兩端上的壓力；及燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置(41)，用于根據(jù)在第一濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差和在第二濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差，計(jì)算燃料蒸汽濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置(41)預(yù)先儲存用于使燃料蒸汽濃度與比率相關(guān)聯(lián)的線性功能，并且設(shè)置成根據(jù)線性功能來計(jì)算燃料蒸汽濃度，該比率是在第一濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差和在第二濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差之間的比率。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，它還包括一允許清洗流動速度上限值設(shè)定裝置(41)，它根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(1)的工作情況設(shè)定清洗流動速度的允許上限值；及一開度設(shè)定裝置(41)，它設(shè)定清洗控制閥(16)的開度，因此實(shí)際清洗流動速度不會超過允許的上限值。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，它還包括旁路(27)，它將用來把清洗過的空氣供給到罐(13)中的清洗過的空氣通道(17)和測量通道(21)相互連接起來，從而使一部分清洗過的空氣從清洗過的空氣通道(17)通過旁路(27)供給到清洗通道(15)中，同時(shí)與罐(13)旁通并且進(jìn)一步通過測量通道(21)；及另一個(gè)燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置(41)，它根據(jù)在清洗燃料蒸汽時(shí)所探測到的壓差來計(jì)算燃料蒸汽濃度。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，在清洗燃料蒸汽之前執(zhí)行燃料蒸汽濃度的測量。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，燃料蒸汽濃度計(jì)算裝置(41)通過預(yù)定循環(huán)把燃料蒸汽濃度更新成最新的值，以及根據(jù)燃料蒸汽濃度的最新值來設(shè)定清洗控制閥(16)的開度。
7.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，在執(zhí)行燃料蒸汽濃度測量之前，為清洗控制閥(16)的設(shè)定開度提供一預(yù)定的上限值。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，測量通道開關(guān)裝置(31、32)包括第一轉(zhuǎn)換閥(31)，它設(shè)置在測量通道(21)的一端部上從而使該一端部與設(shè)置在清洗通道(15)側(cè)上的開口或者設(shè)置在大氣側(cè)上的開口相連通；及第二轉(zhuǎn)換閥(32)，它設(shè)置在測量通道(21)的相反端部上，從而使相反端部與設(shè)置在罐(13)側(cè)上的開口或者設(shè)置在大氣側(cè)上的開口相連通；及設(shè)置一大氣進(jìn)入通道(51)，該大氣進(jìn)入通道(51)從清洗過的空氣通道(17)進(jìn)行分支，該清洗過的空氣通道把作為空氣-燃料混合物的構(gòu)成物的、清洗過的空氣供給到罐(13)中，該進(jìn)入通道(51)與第一轉(zhuǎn)換閥(31)的大氣側(cè)開口和第二轉(zhuǎn)換閥(32)的大氣側(cè)開口相連通。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，還包括預(yù)先清洗裝置，用于在探測第一濃度測量狀態(tài)下的壓差和探測第二濃度測量狀態(tài)下的壓差之前，執(zhí)行燃料蒸汽的預(yù)先清洗。
10.如權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)先清洗時(shí)的清洗量等于清洗過的空氣通道(17)的前端到關(guān)閉閥(18)的容積，該空氣通道(17)通到大氣，關(guān)閉閥(18)設(shè)置在清洗過的空氣通道(17)中，以將罐(13)從大氣側(cè)關(guān)閉。
11.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，氣流產(chǎn)生裝置(23)是電動泵，該泵的轉(zhuǎn)數(shù)被控制成恒定值。
12.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，轉(zhuǎn)數(shù)被設(shè)置成使在第一濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差落入預(yù)定范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，氣流產(chǎn)生裝置(23)是電動泵，和壓差探測裝置(45)包括泵工作狀態(tài)探測裝置，該泵工作狀態(tài)探測裝置用來探測電動泵的工作狀態(tài)，該工作狀態(tài)根據(jù)電動泵上的負(fù)荷而進(jìn)行改變。
14.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，一封閉空間包括罐(13)并且在關(guān)閉清洗控制閥(16)時(shí)形成，該封閉空間用作檢查氣體泄漏的空間，該系統(tǒng)還包括泄漏檢查通道(61)，它在一端通到大氣，并且設(shè)置有基準(zhǔn)孔(63)；壓力施加裝置(62)，它為封閉空間和泄漏檢查通道(61)的內(nèi)部施加或者減少壓力；壓力探測裝置(45)，在借助壓力施加裝置來增壓或者減壓之后，它探測封閉空間或者泄漏檢查通道內(nèi)的壓力；壓力施加范圍轉(zhuǎn)換裝置(33)，它從封閉空間和泄漏檢查通道的內(nèi)部中選擇至少一個(gè)借助壓力施加裝置(62)來增壓或者減壓的壓力施加范圍，并且在壓力施加范圍內(nèi)相互不相同的兩個(gè)泄漏測量狀態(tài)之間從一個(gè)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)中；及泄漏孔確定裝置(41)，用于根據(jù)在第一泄漏測量狀態(tài)下所探測到的壓力和在第二泄漏測量狀態(tài)下所探測到的壓力來確定封閉空間中的泄漏孔的尺寸大小，壓力施加裝置(23)，它由氣流產(chǎn)生裝置(23)構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求14所述的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，壓力施加裝置(23)用來給封閉空間和泄漏檢查通道(21)的內(nèi)部進(jìn)行增壓，以及用來打開和關(guān)閉通道的打開/關(guān)閉閥(29)設(shè)置在通道中，該通道用于壓力施加裝置(23)中以對封閉空間增壓。
16.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，泄漏檢查通道由濃度測量通道(21)來構(gòu)成，基準(zhǔn)孔(22)由節(jié)流孔(22)來構(gòu)成，壓力施加范圍轉(zhuǎn)換裝置由測量通道轉(zhuǎn)換裝置(33)來構(gòu)成，壓力探測裝置(45)由壓差探測裝置來構(gòu)成；作為壓力施加裝置的氣流產(chǎn)生裝置(23)由電動泵來構(gòu)成，該電動泵設(shè)置在濃度測量通道(21)中并且可以在正向和反向之間轉(zhuǎn)換它的旋轉(zhuǎn)方向；轉(zhuǎn)換閥設(shè)置為濃度測量通道(21)中的測量通道轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)，該轉(zhuǎn)換閥在第一濃度測量狀態(tài)下使?jié)舛葴y量通道(21)在它的一端上通到大氣中，并且關(guān)閉來自濃度測量通道(21)的清洗通道(15)，該轉(zhuǎn)換閥在第二濃度測量狀態(tài)下使?jié)舛葴y量通道(21)與清洗通道(15)相連通；及在第一泄漏測量狀態(tài)下，泄漏檢查通道選擇為壓力施加范圍，同時(shí)在第二泄漏測量狀態(tài)下，封閉空間選擇為壓力施加范圍，該轉(zhuǎn)換閥設(shè)置成與在第一濃度測量狀態(tài)下相同的狀態(tài)，并且使電動泵的旋轉(zhuǎn)方向反向到第二濃度測量狀態(tài)下的方向上。
17.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，氣流產(chǎn)生裝置(23)是電動泵，該電動泵的轉(zhuǎn)數(shù)被控制成恒定值，從而在測量燃料蒸汽濃度期間較大，而在氣體泄漏檢查期間較小。
18.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，一封閉空間包括罐(13)并且在關(guān)閉清洗控制閥(16)時(shí)形成，該封閉空間用作檢查氣體泄漏的空間，該系統(tǒng)還包括泄漏檢查通道(21)，它在一端通到大氣，并且設(shè)置有基準(zhǔn)孔(22)；壓力施加裝置(23)，它為封閉空間和泄漏檢查通道(21)的內(nèi)部施加或者減少壓力；壓力探測裝置(45)，在借助壓力施加裝置(23)來增壓或者減壓之后，它探測封閉空間或者泄漏檢查通道內(nèi)的壓力；壓力施加范圍轉(zhuǎn)換裝置(31、32)，它從封閉空間和泄漏檢查通道的內(nèi)部中選擇至少一個(gè)借助壓力施加裝置來增壓或者減壓的壓力施加范圍，并且在壓力施加范圍內(nèi)相互不相同的兩個(gè)泄漏測量狀態(tài)之間從一個(gè)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)中；及泄漏孔確定裝置(41)，它根據(jù)在第一泄漏測量狀態(tài)下所探測到的壓力和在第二泄漏測量狀態(tài)下所探測到的壓力來確定封閉空間中的泄漏孔的尺寸大小，壓力探測裝置(45)，它由壓差探測裝置來構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)(1)的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，測量通道(21)在清洗燃料蒸汽期間在它的一端上通到大氣中，并且在它的相對端上與罐(13)相連通，氣流產(chǎn)生裝置(23)在清洗燃料蒸汽期間進(jìn)行工作，從而從測量通道(21)中供給清洗過的空氣。
全文摘要
一種泵在具有節(jié)流孔(22)的測量通道(21)內(nèi)產(chǎn)生氣流。壓差傳感器探測節(jié)流孔(22)兩端之間的壓差。轉(zhuǎn)換閥設(shè)置在測量通道(21)中從而產(chǎn)生第一濃度測量狀態(tài)和第二濃度測量狀態(tài)，其中在第一濃度測量狀態(tài)下，測量通道(21)在它的兩端被打開，流過測量通道(21)的氣體是大氣，而在第二濃度測量狀態(tài)下，測量通道(21)在它的兩端與罐(13)相連通，流過測量通道(21)的氣體是由罐(13)所提供的、含有燃料蒸汽的空氣－燃料混合物。根據(jù)在第一濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差和在第二濃度測量狀態(tài)下所探測到的壓差，ECU(41)計(jì)算出燃料蒸汽濃度。
文檔編號F02M25/08GK1673505SQ20051005950
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者天野典保, 河野隆修, 稻垣幸一, 小山信彥, 加納政雄, 高倉晉祐, 山田悅史 申請人:株式會社電裝