CN104975993A - 蒸发燃料处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蒸发燃料处理系统。净化泵安装在净化管道中，所述净化管道形成在罐的内侧与进气通道之间连通的净化通道。当进气通道的压力(P1)等于或小于预定压力(P10)时，大于预定净化量(Mpm)的大量的蒸发燃料引入进气通道中。此时，泵电力供应装置将相对少量的电力供应到净化泵以使得净化泵运行。当进气通道的压力(P1)大于预定压力(P10)时，净化泵被驱动以将蒸发燃料泵送到进气通道中。那时，泵电力供应装置将相对大量的电力供应到净化泵。

Description

蒸发燃料处理系统
技术领域
本发明涉及一种蒸发燃料处理系统。
背景技术
之前已知的蒸发燃料处理系统回收燃料箱的蒸发燃料并且将回收的蒸发燃料引入内燃机的进气系统中。蒸发燃料处理系统包括罐、净化管道和净化阀。罐回收燃料箱的蒸发燃料。净化管道能够在罐的内侧与进气系统的内侧之间连通。净化阀在罐的内侧与进气系统的内侧之间连通或断开连通。例如JPH11-173220A(对应于US6,138,644A)公开了一种蒸发燃料处理系统，其包括净化泵，当进气系统由例如增压器加压时，所述净化泵泵送由罐回收的蒸发燃料。而且，JP3589632B2(对应于US6,196,202B1)公开了一种蒸发燃料处理系统，其包括净化泵，在将由罐回收的蒸发燃料引入进气系统时，所述净化泵基于进气系统的内侧与净化管道的内侧之间的压力差而被驱动。
然而，在JPH11-173220A(对应于US6,138,644A)的蒸发燃料处理系统中，净化泵仅仅在由罐回收的蒸发燃料被泵送到进气系统的内侧时被驱动。因此，与净化阀打开的时刻同时，净化泵从停止状态启动。因此，在将蒸发燃料引入进气系统中时出现延迟，并且从而有可能期望量的蒸发燃料不能够引入进气系统中。
而且，在JP3589632B2(对应于US6,196,202B1)的蒸发燃料处理系统中，当在打开净化阀时进气系统的内侧与罐的内侧之间的压力差小于预定阈值时，净化泵被驱动。因此，与打开净化阀同时，净化泵从停止状态启动。因此，在将蒸发燃料引入进气系统中时出现延迟，并且从而有可能期望量的蒸发燃料不能够引入进气系统中。而且，在JP3589632B2(对应于US6,196,202B1)的蒸发燃料处理系统中，当在打开净化阀时进气系统的内侧与罐的内侧之间的压力差大于预定阈值时，净化泵不被驱动。然而，当净化泵停止时，停止的净化泵成为对于传导通过净化管道的蒸发燃料的流动阻力。因此，有可能期望量的蒸发燃料不能够引入进气系统中。
发明内容
本发明解决上述缺点。因此，本发明的目的是提供一种减小或最小化蒸发燃料引入进气系统中的延迟的蒸发燃料处理系统。
根据本发明，提供一种蒸发燃料处理系统，所述蒸发燃料处理系统将储存内燃机的燃料的燃料箱的内侧产生的蒸发燃料引导到内燃机的进气系统。蒸发燃料处理系统包括罐、净化管道、净化阀、净化阀控制装置、净化泵、泵电力供应装置和压力传感装置。罐与燃料箱的内侧连通并且回收燃料箱的蒸发燃料。净化管道形成净化通道，所述净化通道在罐的内侧与进气系统的进气通道之间连通。净化阀安装在净化管道中以在罐的内侧与进气通道之间连通或断开连通。净化阀控制装置控制净化阀以打开或关闭所述净化阀。净化泵安装在以下中的一个中，即：大气连通管道，其形成在罐的内侧与大气之间连通的大气连通通道；和净化管道。净化泵将由罐回收的蒸发燃料泵送到进气系统。泵电力供应装置将电力供应到净化泵。压力传感装置感测进气通道的压力并且输出对应于进气通道的压力的信号。泵电力供应装置在内燃机的运行期间将电力供应到净化泵以形成从罐的内侧到进气通道的气体流动。在内燃机运行期间，泵电力供应装置基于在打开净化阀时从压力传感装置输出的信号改变供应到净化泵的电力的量。
附图说明
本文所描绘的附图仅仅为了图示目的并且不意旨以任何方式限制本发明的范围。
图1是示出根据本发明第一实施例的蒸发燃料处理系统的示意图；
图2是用于描绘第一实施例的蒸发燃料处理系统的操作的特征图；
图3是示出根据本发明第二实施例的蒸发燃料处理系统的示意图；和
图4是用于描绘第二实施例的蒸发燃料处理系统的操作的特征图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的各个实施例。
(第一实施例)
图1示出根据本发明第一实施例的蒸发燃料处理系统1。
蒸发燃料处理系统1将在燃料箱10的内侧(也称为箱内侧)100中产生并且由罐20回收的燃料蒸汽(用作蒸发燃料)通过净化管道25引导到进气管道4。进气管道4形成进气系统并且连接到内燃机(在文中称为发动机)3。蒸发燃料处理系统1包括罐20、净化管道25、净化阀30、净化泵35、压力传感器(用作压力传感装置或压力传感器件)40、冷却剂温度传感器(用作冷却剂温度传感装置或冷却剂温度传感器件)43和控制设备45。在图1中，在发动机3处的进气流由箭头F1表示，并且在发动机3处的排气流由箭头F2表示。而且，引导到蒸发燃料处理系统1中的大气流由箭头F3表示。
罐20通过连通管道21连接到燃料箱10，所述燃料箱10储存将要供应到发动机3的燃料。通过连通管道21形成的连通通道210在燃料箱10的内侧100与罐20的内侧(也称为罐内侧)200之间连通。能够吸附和解除吸附燃料蒸汽的吸附材料(也称为罐吸附材料)22接收在罐20的内侧200中。在燃料箱10的内侧100中产生的燃料蒸汽通过连通通道210流入罐20的内侧200中并且由吸附材料22吸附。
净化管道25和大气连通管道(也称为大气管道)23安装到罐20。净化管道25包括能够在罐20的内侧200与进气管道4的进气通道5之间连通的净化通道250。净化阀30和净化泵35安装在净化管道25中。大气连通管道23在罐20的对应位置处安装到罐20，所述罐20的对应位置不同于连通管道21和净化管道25连接到罐20的位置。大气连通管道23包括在大气与罐20的内侧200之间连通的大气连通通道(也称为大气通道)230。
净化阀30电连接到控制设备45。净化阀30响应于从控制设备45输出的指令信号而在罐20的内侧200与进气通道5之间连通或者断开连通。
净化泵35安装在净化管道25的定位在净化阀30与罐20之间的一部分中。净化泵35电连接到控制设备45。电力从控制设备45供应到净化泵35以驱动净化泵35。净化泵35根据从控制设备45供应到净化泵35的电力的量而被驱动以形成从罐20的内侧200到进气通道5的气体流动。将在下文描述净化泵35的操作。
压力传感器40安装到进气管道4中。压力传感器40在将燃料喷射到进气通道5中的燃料喷射阀7的下游侧上和在调节在进气通道5中流动的进气量的节流阀6的下游侧上的位置处感测进气通道5的压力。进气通道5的所测量的压力从压力传感器40输出到控制设备45。
冷却剂温度传感器43安装到形成发动机3的燃烧室8的汽缸体9。冷却剂温度传感器43感测在汽缸体9的内侧中流动的冷却剂流体(冷却水)的温度。冷却剂流体的所测量的温度从冷却剂温度传感器43输出到控制设备45。
控制设备45由微型计算机形成，所述微型计算机具有CPU、RAM和ROM。CPU用作计算器件，并且RAM和ROM用作存储器件。控制设备45包括净化阀控制装置451和泵电力供应装置452。
净化阀控制装置451根据冷却剂温度传感器43的输出信号控制净化阀30以打开或关闭净化阀30。
泵电力供应装置452基于压力传感器40的输出信号和净化阀30的打开/关闭状态而改变供应到净化泵35的电力的量(更具体地，电流的量)。
下面将描述第一实施例的蒸发燃料处理系统1的操作。
在发动机3停止的发动机3停止状态下，净化阀控制装置451维持净化阀30的阀关闭状态(也就是，净化阀30的关闭状态，其中净化阀30关闭)。此时，泵电力供应装置452停止将电力供应到净化泵35。
在其中发动机3运行的发动机3运行期间，泵电力供应装置452基于冷却剂温度传感器43的输出信号而将电力供应到净化泵35。具体地，当由冷却剂温度传感器43感测的冷却剂流体的温度等于或者高于预定温度时，泵电力供应装置452将对应的电力供应到净化泵35从而以相对低的速度驱动净化泵35，所述相对低的速度不会导致由净化泵35产生相对于从罐20的内侧200朝向净化通道250中的进气通道5流动的气体的流动阻力。在此，例如，预定温度指的是冷却剂流体的温度，在所述温度下，在从启动发动机3的时刻经过预定的时间段之后，发动机3的运行状态(操作状态)处于稳定运行状态(稳定操作状态)。
在响应于从净化阀控制装置451输出的指令信号打开净化阀30时，泵电力供应装置452根据罐20的内侧200的压力与进气通道5的压力之间的压力差而改变供应到净化泵35的电流(在下文中称为“泵电流”)的量。现在将参考图2描述在打开净化阀30时传导通过净化泵35的泵电流的量、通过蒸发燃料处理系统1引入进气管道4中的气体的净化量以及进气通道5的压力之间的关系。
图2是示出待传导通过净化泵35的泵电流Ip、通过蒸发燃料处理系统1引入进气管道4中的气体的净化量Mp以及进气通道5的压力P1之间的关系的特征图。在图2中，横坐标轴表示压力P1。沿着图2中的横坐标轴，大气压力表示为压力AP1。也就是，沿着横坐标轴表示的压力P1在低于大气压力的范围内。而且，在图2中，纵坐标轴的第一轴线表示净化量Mp并且纵坐标轴的第二轴线表示泵电流Ip。在第一实施例的蒸发燃料处理系统1中，设置净化量(用作预定净化量)Mpm。净化量Mpm是由蒸发燃料处理系统1引入进气管道4中的气体的净化量的下限值。在图2中，在第一实施例的蒸发燃料处理系统1处，进气通道5的压力P1与净化量Mp之间的关系由实线Mp1表示，并且在第一实施例的蒸发燃料处理系统1处，进气通道5的压力P1与泵电流Ip之间的关系由点划线Ip1表示。而且，作为对比示例，在不具有净化泵的对比蒸发燃料处理系统处，进气通道的压力P1与净化量Mp之间的关系由虚线Mpc表示。
首先，将描述在不具有净化泵的对比蒸发燃料处理系统处的进气通道的压力P1与净化量Mp之间的关系。
在不具有净化泵的对比蒸发燃料处理系统中，当压力P1等于或小于预定压力P10时，如虚线Mpc所表示的，引入进气管道中的蒸发燃料的量大于净化量Mpm，所述净化量Mpm是净化量的下限值。相比之下，当压力P1大于预定压力P10时，如虚线Mpc所表示的，由于进气通道5的压力与罐20的内侧的压力之间的压力差小的事实，引入进气管道中的蒸发燃料的量小于是净化量的下限值的净化量Mpm。
在第一实施例的蒸发燃料处理系统1中，当压力P1等于或者小于预定压力P10时，如图2中的实线Mp1所表示的，引入进气管道4中的蒸发燃料的量(净化量Mp)大于净化量Mpm，所述净化量Mpm是净化量的下限值。当压力P1等于或小于预定压力P10时，如图2中的点划线Ip1所表示的，泵电流Ip的量成为相对小的量IpL，这使得净化泵35能够在相对低的速度下运行。以此方式，净化泵35保持与净化通道250中气体的流动同步地运行而不会如同在发动机3的运行期间在净化阀30的阀关闭状态下净化泵35的操作那样导致由净化泵35产生相对于传导通过净化通道250的气体的流动阻力。换言之，泵电力供应装置452将相对少量的电力供应到净化泵35以使得净化泵35与在净化通道250中的气体的流动同步运行。
当压力P1大于预定压力P10时，如图2的实线Mp1所表示的，泵电力供应装置452将电力供应到净化泵35以使得大于泵电流IpL的泵电流IpH传导通过净化泵35。以此方式，净化泵35在相对高的速度下运行以使得在罐20的内侧200中的蒸发燃料泵送到进气通道5。因此，在其中压力P1大于预定压力P10的压力范围内，蒸发燃料处理系统1能够将对应量的蒸发燃料引入进气管道4，所述对应量大于由虚线Mpc表示的净化量并且大于净化量的下限值Mpm。换言之，泵电力供应装置452将相对大量的电力供应至净化泵35，以使得从罐20供应到进气通道5的蒸发燃料的量增大超过下限值(预定净化量)Mpm。
在之前提出的具有净化泵的蒸发燃料处理系统中，其中所述净化泵将由罐回收的蒸发燃料朝向进气通道泵送，当净化阀关闭时，净化泵停止。而且，在这个之前提出的蒸发燃料处理系统中，与启动净化阀的打开操作的时刻同时地，净化泵开始运行。因此，不利地延长使得净化泵在足够高的速度下运行以将期望量的蒸发燃料引入进气管道所需要的需要时间段。因此，实现期望量的蒸发燃料引入进气管道的时刻从打开净化阀的时刻延迟。
在第一实施例的蒸发燃料处理系统1中，泵电力供应装置452将对应量的电力供应到净化泵35以使得净化泵35在发动机3的运行期间在净化阀30的阀关闭状态下以相对低的速度运行。以此方式，在通过打开净化阀30而将蒸发燃料从罐20的内侧200引入进气管道4时，相比于净化泵被从停止状态驱动到期望量的蒸发燃料能够引入进气管道中的对应操作状态的情况，能够减少所需要的时间段。因此，与打开净化阀30的时刻同时地，相对大量的蒸发燃料能够引入进气管道4中。从而，能够减小或最小化蒸发燃料引入进气管道4相对于净化阀30的打开/关闭操作的延迟以使得能够实现蒸发燃料的提高的供应响应。
而且，当进气通道5的压力P1等于或小于预定压力P10时，在罐20的内侧200中的蒸发燃料通过罐20的内侧200的压力与进气通道5的压力之间的压力差引入进气管道4中。此时，泵电力供应装置452将电力供应到净化泵35以使得泵电流IpL传导通过净化泵35从而以相对低的速度驱动净化泵35，所述相对低的速度不会导致由净化泵35产生相对于在净化通道250中流动的气体的流动阻力。泵电流IpL小于泵电流IpH，所述泵电流IpH在将蒸发燃料从罐20的内侧200泵送到进气通道5时传导通过净化泵35。如上所述，在蒸发燃料处理系统1中，泵电流Ip响应于进气通道5的压力而以步进的方式改变，并且当蒸发燃料不需要由净化泵35泵送时，泵电流(泵电流的量)Ip被变小。以此方式，能够减少由净化泵35消耗的电力。
而且，在具有之前提出的净化泵的蒸发燃料处理系统中，当净化泵停止时，停止的净化泵成为对于在净化通道250中流动的气体的流动阻力。因此，在这种情况下，旁路净化泵的旁路通道需要设置在蒸发燃料处理系统中。相比之下，在第一实施例的蒸发燃料处理系统1中，当蒸发燃料能够仅仅通过罐20的内侧200的压力与进气通道5的压力之间的压力差而从罐20的内侧200引入进气管道4时，净化泵35被以相对低的速度驱动，所述相对低的速度不会导致由净化泵35产生相对于在净化通道250中流动的气体的流动阻力。以此方式，不需要旁路净化泵的旁路通道。因此能够降低蒸发燃料处理系统1的制造成本。
而且，在蒸发燃料处理系统1中，基于从感测发动机3的冷却剂流体的温度的冷却剂温度传感器43输出的信号控制净化阀30以打开或关闭净化阀30。以此方式，能够限制在过渡时间段期间蒸发燃料引入进气管道4中，所述过渡时间段是从启动发动机3的运行的时刻到达到发动机3的稳定运行状态(稳定操作状态)的时刻，在发动机3的稳定运行状态(稳定操作状态)下，冷却剂流体的温度稳定。
(第二实施例)
下面，将参考图3和图4描述根据本发明第二实施例的蒸发燃料处理系统。在第二实施例中，净化泵的位置和在打开净化阀时传导通过净化泵的泵电流的量不同于第一实施例。在第二实施例中，与第一实施例相同的部分和部件将通过相同的附图标记表示并且为了简化将不再进一步讨论。
在第二实施例的蒸发燃料处理系统2中，如图3所示，净化泵55安装到大气连通管道23中。净化泵55电连接到泵电力供应装置452。响应于从泵电力供应装置452供应到净化泵55的电力的量，净化泵55被操作以产生从罐20的内侧200到进气通道5的气体的流动。
在蒸发燃料处理系统2中，如图4所表示的，当净化阀30打开时，泵电流Ip基于进气通道5的压力P1的值而连续变化。
图4是示出待传导通过净化泵35的泵电流Ip、由蒸发燃料处理系统1引入进气管道4中的气体的净化量Mp以及进气通道5的压力P1之间的关系的特征图。在图4中，在第二实施例的蒸发燃料处理系统处的进气通道5的压力P1与净化量Mp之间的关系由实线Mp表示，并且在第二实施例的蒸发燃料处理系统2处的进气通道5的压力P1与泵电流Ip之间的关系由点划线Ip2表示。
如图4所示，在蒸发燃料处理系统2中，在其中压力P1大于预定压力P10的压力范围内，泵电力供应装置452将对应的电力供应到净化泵55以使得相对大量的电流Ip被传导通过净化泵55。以此方式，由罐20回收的蒸发燃料通过净化泵55朝向进气通道5泵送。因此，在其中压力P1大于预定压力P10的压力范围内引入进气通道5中的蒸发燃料的量变得大于由虚线Mpc(其表示在不具有净化泵的对比蒸发燃料处理系统处，进气通道的压力P1与净化量Mp之间的关系)表示的净化量并且大于净化量Mpm，所述净化量Mpm是净化量的下限值。此时，泵电力供应装置452以此方式连续地改变供应到净化泵55的电力以使得泵电流Ip在压力P1接近大气压力时增大。
而且，在其中压力P1等于或小于预定压力P10的压力范围内，泵电力供应装置452以此方式将电力供应到净化泵55以使得相对小的泵电流Ip被传导通过净化泵55。以此方式，净化泵55被操作以使得净化泵55不会成为对于在净化通道250中流动的气体的流动阻力。此时，泵电力供应装置452以此方式连续改变供应到净化泵55的电力以使得泵电流Ip在压力P1减小时减小。
在第二实施例的蒸发燃料处理系统2中，在发动机3的运行期间，在打开净化阀30时，供应到净化泵55的电力变化以使得传导通过净化泵55的泵电流Ip的量连续变化。在其中期望量的蒸发燃料不能够仅仅通过罐20的内侧200的压力与进气通道5的压力之间的压力差而引入进气通道5中的状态下，泵电力供应装置452将相对大量的电力供应到净化泵55以使得蒸发燃料能够通过净化泵55从罐20的内侧200泵送到进气通道5。而且，在其中期望量的蒸发燃料能够仅仅通过罐20的内侧200的压力与进气通道5的压力之间的压力差而引入进气通道5中的状态下，泵电力供应装置452将相对少量的电力供应到净化泵55，所述相对少量的电力不会导致由净化泵55产生相对于在净化通道250中流动的气体的流动阻力。以此方式，第二实施例能够提供与第一实施例的优点相似的优点。
而且，在第二实施例的蒸发燃料处理系统2中，净化泵55安装在形成大气连通通道230的大气连通管道23中。以此方式，蒸发燃料不通过净化泵55的内侧以使得净化泵55的所需要的燃料阻力程度和所需要的防爆程度能够设置为更低的值。因此，能够进一步降低蒸发燃料处理系统2的制造成本。
现在将描述上述实施例的修改。
(A)在上述实施例中，净化泵由传导通过净化泵的电流的量控制，然而，净化泵的控制方法不局限于这个方法。例如，净化泵可以由施加到净化泵的电压的量控制。
(B)在上述实施例中，当由冷却剂温度传感器感测的冷却剂流体温度等于或者高于预定温度(也就是，在从启动发动机的时刻经过预定时间段之后，发动机的运行状态处于稳定运行状态的冷却剂流体的温度)时，净化泵被驱动。然而，驱动净化泵的条件不局限于这个条件。例如，净化泵可以从净化阀能够打开的时间点开始被驱动。
(C)在第一实施例中，传导通过净化泵的泵电流在两个级中控制。然而，用于控制泵电流的量的级的数量不局限于两个级。如果期望，用于控制泵电流的级的数量可以增加到三个或更多。
本发明不局限于上述实施例，上述实施例可以在本发明的精神和范围内修改。

Claims (4)

1.一种蒸发燃料处理系统，其将在储存内燃机(3)的燃料的燃料箱(10)内侧产生的蒸发燃料引导到所述内燃机(3)的进气系统(4)，所述蒸发燃料处理系统包括：
罐(20)，其与所述燃料箱(10)的内侧连通并且回收所述燃料箱(10)的蒸发燃料；
形成净化通道(250)的净化管道(25)，所述净化通道(250)在所述罐(20)的内侧与所述进气系统(4)的进气通道(5)之间连通；
净化阀(30)，其安装在所述净化管道(25)中以在所述罐(20)的所述内侧与所述进气通道(5)之间连通或者断开连通；
净化阀控制装置(451)，其控制所述净化阀(30)以打开或关闭所述净化阀(30)；
净化泵(35)，其安装在以下管道中的一个中：
大气连通管道(23)，其形成在所述罐(20)的所述内侧与大气之间连通的大气连通通道(230)；和
所述净化管道(25)，其中所述净化泵(35)将由所述罐(20)回收的所述蒸发燃料泵送到所述进气系统(4)；
泵电力供应装置(452)，其将电力供应到所述净化泵(35)；和
压力传感装置(40)，其感测所述进气通道(5)的压力并且输出与所述进气通道(5)的所述压力对应的信号，其中：
在所述内燃机(3)的运行期间，所述泵电力供应装置(452)将所述电力供应到所述净化泵(35)，以形成从所述罐(20)的所述内侧到所述进气通道(5)的气体的流动；以及
在所述内燃机(3)的运行期间，在打开所述净化阀(30)时，所述泵电力供应装置(452)基于从所述压力传感装置(40)输出的信号而改变供应到所述净化泵(35)的所述电力的量。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理系统，其中所述净化泵(35)安装在所述大气连通管道(23)中。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理系统，其中：
当所述进气通道(5)的所述压力大于预定压力(P10)时，所述泵电力供应装置(452)将相对大量的电力供应到所述净化泵(35)，以使得从所述罐(20)供应到所述进气通道(5)的所述蒸发燃料的量增大超过预定的净化量(Mpm)；以及
当所述进气通道(5)的所述压力小于所述预定压力(P10)时，所述泵电力供应装置(452)将相对少量的电力供应到所述净化泵(35)，以使得所述净化泵(35)与所述净化通道(250)中的所述气体的流动同步地运行。
4.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理系统，其包括冷却剂温度传感装置(43)，所述冷却剂温度传感装置(43)感测所述内燃机(3)的冷却剂流体的温度，并且所述冷却剂温度传感装置(43)将与所述冷却剂流体的所述温度对应的信号输出到所述净化阀控制装置(451)，其中：
基于从所述冷却剂温度传感装置(43)输出的信号，所述净化阀控制装置(451)控制所述净化阀(30)以打开或关闭所述净化阀(30)。
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