CN105408612B - 用于控制可燃混合气组分的方法及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在对燃料储存器排风时利用燃料箱排风装置控制用于内燃机的可燃混合气组分的方法，排风装置引入燃料箱和内燃机间并包括：带活性碳床的燃料储存器；将扫气气体输入储存器的进风管路，进风管路包括进风阀；将燃料从连在排风装置上的燃料箱送到储存器中的燃料管路；将气体从储存器输送给内燃机的排风管路，在排风管路中有排风阀；和在储存器中布置在燃料在燃料管路和排风管路之间的直接流动路径中的热敏元件，本方法包括步骤：进风前借助热敏元件确定在时刻0时直接流动路径中活性碳床的温度T0；必要时打开进风阀；必要时打开排风阀；进风期间借助热敏元件确定在时刻1时直接流动路径中的温度T1；和T1>T0时关闭排风阀或增加扫气气体。

Description

用于控制可燃混合气组分的方法及其控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制用于内燃机的可燃混合气组分的方法以及一种用于执行该方法的控制装置。

背景技术

燃料箱排风装置以不同的实施形式由现有技术已知。燃料箱排风装置通常布置在内燃机和燃料箱之间并且包括燃料储存器，该燃料储存器包含活性碳床。活性碳床被设置成用于接收和储存从燃料箱、尤其是由于温度和/或压力作用溢出到燃料储存器中的燃料。相应的设置在活性碳床中的传感器显示：活性碳床何时对燃料饱和。如果活性碳床饱和，则引入排风并且用扫气气体、尤其是来自周围环境的新鲜空气冲扫燃料储存器。在此从活性碳床排出的燃料以燃料-空气混合物的形式输送给内燃机用于燃料燃烧。

传统燃料箱排风装置的缺点是，在用于燃料燃烧的混合物控制中不能顾及到在排风过程期间的可能的干扰参量、例如燃料从燃料箱额外的溢出。而且燃料和新鲜空气的混合物组分的再调节只有在内燃机的废气经过废气路径中的λ传感器之后才能实现，借助该λ传感器求得可燃混合气的当前品质。这导致发动机转速波动、用于活性碳床再生的扫气气体损失以及由此导致内燃机的不稳定功率。

发明内容

因此，由该现有技术出发，本发明的任务是提供一种燃料箱排风装置，借助该燃料箱排风装置能够在燃料储存器进风过程(燃料储存器再生)期间进行可燃混合气控制，该可燃混合气控制与当前的、从燃料储存器排出的所有燃料量相匹配，从而可以形成对于内燃机而言优化的可燃混合气。此外，本发明的任务是提供一种机动车，该机动车的特点是由最小化的发动机转速波动引起的优化的可燃混合气构成和由此始终良好的行驶动力性。此外，本发明的任务是，给出一种用于控制用于内燃机的可燃混合气组分的方法以及一种用于此的控制装置，借助其能够防止在燃料储存器的排风运行中的发动机转速波动以及优化可燃混合气构成。

就用于引入到燃料箱和内燃机之间的燃料箱排风装置而言，该任务按照本发明通过以下方式解决，即，所述燃料箱排风装置包括：

带有活性碳床的燃料储存器用以储存燃料，

用于将扫气气体输入到所述燃料储存器中的进风管路，

用于将燃料从连接在燃料箱排风装置上的燃料箱输送到燃料储存器中的燃料管路，和

用于将气体从燃料储存器输送给内燃机的排风管路，其中，在燃料储存器中在燃料的在燃料管路和排风管路之间的直接流动路径中布置有至少一个热敏元件。通过燃料在活性碳床中、即在构造为活性碳床的活性碳过滤器中的吸收或者说吸附，能量释放，这表现为活性碳床的温度升高。按照本发明，热敏元件布置在直接流动路径中、即在活性碳床的位于燃料管路和排风管路之间的区域中并且被配置成用于测量活性碳床中的温度升高，所述温度升高通过在燃料储存器的排风过程期间来自燃料箱的燃料加载前沿引发。热敏元件在此设置在直接流动路径中，优选在燃料管路和排风管路之间的路段的一半或2/3处，从而获得足够的先导控制时间。因此，在进入内燃机之前就能够确定来自燃料箱的额外的燃料量并且在引入燃烧过程之前仍能够进行可燃混合气控制，所述额外的燃料量迄今为止作为干扰参量仅仅在可燃混合气在内燃机中燃烧之后在通过λ传感器时才能求得。通过这样有针对性地先导控制混合物构成，混合物不再有疑问地经由燃料箱排风管路调节，而是能够有针对性地针对相应的发动机需求被调节。这在通常情况下导致用于活性碳床再生的扫气气体增加并且由此导致可靠地满足法定的碳水化合物蒸发排放极限值并且也导致降低燃料气味风险。

按照一种有利的进一步改进方案，进风管路包括进风阀，借助该进风阀能够有针对性地控制用于在排风过程期间冲扫燃料储存器的扫气气体的量。

为了更简单地控制从燃料储存器输入给内燃机的燃料混合物，所述排风管路包括燃料箱排风阀。

此外，热敏元件有利地布置在燃料储存器的活性碳床中，从而能够更可靠地且更精确地检测由临近的加载前沿导致的可能的温度升高。

为了在排风过程之前确定燃料储存器的加载状态、即活性碳床中的燃料含量，燃料箱排风装置还包括至少一个另外的热敏元件或至少一个温度传感器，所述另外的热敏元件或温度传感器布置在燃料的在燃料管路和排风管路之间的直接流动路径之外。

此外，按照本发明也描述了一种机动车，该机动车包括如之前所述的燃料箱排风装置。由于先导控制的燃料混合物构成，该机动车的特点是稳定的发动机转速和由此引起的高行驶舒适性和良好的行驶动力性。由排出的燃料导致的气味风险降至最低。可靠地遵守法律规定的燃料排放极限值。

对于按照本发明的燃料箱排风装置描述的有利效果、优点和设计构型也适用于按照本发明的机动车。

同样，按照本发明也描述了一种用于在对燃料储存器进风或者说排风时利用燃料箱排风装置控制用于内燃机的可燃混合气组分的方法。所述燃料箱排风装置引入燃料箱和内燃机之间并且包括：

带有活性碳床的燃料储存器用以储存燃料，

用于将扫气气体输入到所述燃料储存器中的进风管路，其中，所述进风管路优选包括进风阀，

用于将燃料从连接在燃料箱排风装置上的燃料箱输送到燃料储存器中的燃料管路，

用于将气体从燃料储存器输送给内燃机的排风管路，其中，在所述排风管路中优选设有燃料箱排风阀，和

至少一个热敏元件，所述热敏元件在燃料储存器中布置在燃料的在燃料管路和排风管路之间的直接流动路径中。

按照本发明的方法的特征在于如下步骤：

在进风之前借助热敏元件确定在时刻0时在燃料的直接流动路径中的活性碳床的温度T₀，

在必要时打开所述进风阀，

在必要时打开所述排风阀，

在进风期间借助所述热敏元件确定在时刻1时在所述直接流动路径中的温度T₁，和

当T₁>T₀时，关闭所述排风阀或者增加扫气气体。

通过在燃料箱排风过程、即燃料储存器的再生之前求得在时刻0时的温度T₀，确定活性碳床被加载如下燃料的加载程度，所述燃料尤其是通过压力和温度波动或者也通过执行加油过程已积聚在活性碳床中。温度T₀借助在燃料的在燃料管路和排风管路之间的直接流动路径中的热敏元件求得。为了达到一定的先导控制时间，热敏元件优选布置在直接流动路径的、即燃料管路和排风管路之间的路段的一半或2/3处。

接着通过打开进风阀和打开排风阀启动燃料储存器的排风过程并且由此启动燃料储存器的再生。扫气气体、即尤其是空气被抽吸通过燃料储存器并且将储存在活性碳床中的燃料排出。所排出的燃料与扫气气体一起被传导给内燃机。

在排风或者说再生期间的时刻1，或者以其它预定的有规律或无规律的时间间隔在时刻T_n，在时刻1或者在时刻n在排风过程期间借助热敏元件确定温度T₁(或者温度T_n)。

在故障情况时，即当在排风过程期间额外量的燃料(加载前沿)从燃料箱溢出到燃料储存器中时，例如由于燃料箱的晃动，借助在直接流动路径中的热敏元件检测温度升高。即如果温度T₁或者T_n大于T₀，则这表明在排风过程期间除了由燃料箱对燃料储存器加载之外额外溢出的燃料量。为了获得优化的可燃混合气组分，然后要么关闭排风阀，要么增加扫气气体的量。该混合物控制独立于通过由λ传感器在废气中获得的值进行的再控制并且在可燃混合气进入到内燃机之前就被执行。由此有针对性地提供与发动机需求相协调的混合物组分。

出于完整性考虑要注意的是，在这里概述的按照本发明的方法适合于运行如前所述的燃料箱排风装置。

该方法的一种有利的进一步改进方案规定，在时刻1时的温度T₁越高，就引导越多扫气气体通过所述燃料储存器或者减小所述排风阀的开度。因为温度升高反映来自燃料箱的燃料加载前沿的大小，所以可以实现更高效的可燃混合气构成。

此外，按照本发明也描述了一种控制装置、尤其是内燃机中的控制装置，所述控制装置适合用于执行如前所述的方法。由此能够以简单的方式和方法在燃料储存器的排风过程期间进行优化的可燃混合气控制。

由于按照本发明的燃料箱排风装置、按照本发明的机动车以及按照本发明的用于控制用于内燃机的可燃混合气组分的方法的还有按照本发明的用于此控制装置的按照本发明的设计方案，尤其是得到以下优点：

可燃混合气组分在对燃料储存器的排风过程期间进行并且独立于事后通过λ传感器求得的值。

按相应当前的发动机需求调节可燃混合气组分。

可以防止发动机转速波动。

可以减少由流出的燃料引起的气味干扰。

可以更简单地遵守预定的燃料排放值。

机动车的突出之处是高动力性、良好的行驶舒适性和稳定的行驶功率。

附图说明

本发明的其它细节、特征和优点由以下说明书和图给出。图中：

图1示出按照本发明的第一进一步改进方案的燃料箱排风装置的示意图；和

图2示出按照本发明的第二进一步改进方案的燃料箱排风装置的示意图。

具体实施方式

在图中仅仅示出本发明的在这里所关心的方面，所有的其余方面出于清楚的考虑被省去了。此外，相同的附图标记涉及相同的构件。

图1示出按照本发明的有利的第一进一步改进方案的燃料箱排风装置1。该燃料箱排风装置10在此引入燃料箱1和内燃机3之间并且包括带有活性碳床的燃料储存器2用以储存燃料，该燃料储存器与燃料箱1通过燃料管路4连接。燃料储存器2在与燃料箱1相反的一侧通过排风管路5与内燃机3连接。排风管路5为此包括燃料箱排风阀7，借助该燃料箱排风阀能够调节来自燃料箱1和/或燃料储存器2的燃料流入。

在燃料储存器2上还接有进风管路9，借助该进风管路能够将扫气气体、即尤其是来自燃料箱排风装置10周围环境的空气导入到燃料储存器2中。扫气气体的导入和优选所导入的扫气气体的量可以经由存在于进风管路9中的进风阀被调节。

在这里所示的燃料箱排风装置10中，燃料管路4和排风管路5布置在燃料储存器2的彼此相反的侧面上，从而在燃料管路4和排风管路5之间得到直接流动路径11。热敏元件8被引入该直接流动路径11中，该热敏元件优选布置在燃料储存器2的活性碳床中。

为了给燃料储存器2排风，即为了通过排出所吸收或吸附的燃料使燃料储存器2再生，将进风阀6和燃料箱排风阀7打开，从而在燃料储存器2和内燃机3之间的排风管路5被打开。通过在排风管路5中存在的负压，扫气气体经由进风管路9被抽吸通过燃料储存器2。扫气气体接纳存在于燃料储存器中的燃料并且将该燃料输入给内燃机3中燃烧，这导致活性碳床的再生。

如果现在在排风情况下出现故障情况，例如由于另外的燃料从燃料箱1进入到燃料储存器2中，例如由于对燃料箱1的机械作用，那么可通过燃料储存器2中的温度升高来测量所形成的燃料加载前沿。为此设有热敏元件8，该热敏元件布置在燃料管路4和排风管路5之间的直接流动路径11中，在所述加载前沿在进入燃料储存器中时所直接到达的区域中。蒸汽状的燃料、例如在排风过程以外进入的气态的燃料通过吸附和扩散过程均匀分布在整个燃料储存器2中，而在排风过程期间所述加载前沿仅仅到达直接流动路径11中，该加载前沿同样通过穿流而过的扫气气体从该直接流动路径中被去除，即排出。然而，首先可通过在直接流动路径11中的温度升高来测量该加载前沿的存在。通过与参考数据的比较也可以例如求得在加载前沿中的燃料的精确量。

如果通过热敏元件8测量到与在排风过程开始之前相比更高的温度，则可以通过经由进风管路9输入更多扫气气体和/或通过燃料箱排风阀7的节流来有针对性地调节与内燃机的需求相适应的可燃混合气组分。这通常导致增加的扫气气体流过，由此能够防止燃料的气味干扰并且更易于遵守法律规定的燃料排放极限值。因此，内燃机3的发动机转速是稳定的。

图2示出一种对于图1的燃料箱排风装置10备选的设计方案。在这里，排风管路5和燃料管路4设置在燃料储存器2的相邻的侧面上并且因此正交地布置。由此在燃料管路4和排风管路5之间得到改变的直接流动路径11。

在直接流动路径11中再次布置有热敏元件8。除此之外，在直接流动路径11之外在活性碳床中设有温度传感器12，借助该温度传感器能够得出在导入排风过程之前在燃料储存器2中的活性碳床的加载状态。

本发明的以上描述仅仅用于说明目的，而不是用于限制本发明的目的。在本发明的框架中不同的改变和修改都是可能的，而不脱离本发明及其等同方案的范围。

附图标记清单

1 燃料箱

2 燃料储存器

3 内燃机

4 燃料管路

5 排风管路

6 进风阀

7 燃料箱排风阀

8 热敏元件

9 排风管路

10 燃料箱排风装置

11 直接流动路径

12 温度传感器

Claims (4)

1.用于在对燃料储存器(2)排风时利用燃料箱排风装置(10)控制用于内燃机(3)的可燃混合气组分的方法，其中，所述燃料箱排风装置(10)引入到燃料箱(1)和内燃机(3)之间并且包括：

带有活性碳床的燃料储存器(2)用以储存燃料，

用于将扫气气体输入到所述燃料储存器(2)中的进风管路(9)，其中，所述进风管路(9)包括进风阀(6)，

用于将燃料从连接在燃料箱排风装置(10)上的燃料箱(1)输送到燃料储存器(2)中的燃料管路(4)，

用于将气体从燃料储存器(2)输送给内燃机(3)的排风管路(5)，其中，在所述排风管路(5)中设有燃料箱排风阀(7)，和

至少一个热敏元件(8)，所述热敏元件在燃料储存器(2)中布置在燃料的在燃料管路(4)和排风管路(5)之间的直接流动路径(11)中，

其中，所述方法包括如下步骤：

在进风之前借助热敏元件(8)确定在时刻0时在燃料的直接流动路径(11)中的活性碳床的温度T₀，

在必要时打开所述进风阀(6)，

在必要时打开所述排风阀(7)，

在进风期间借助所述热敏元件(8)确定在时刻1时在所述直接流动路径(11)中的温度T₁，和

当T₁>T₀时，关闭所述排风阀(7)或者增加扫气气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在时刻1时的温度T₁越高，就引导越多扫气气体通过所述燃料储存器(2)或者减小所述排风阀(7)的开度。

3.控制装置，用于执行根据权利要求1或2所述的方法。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置用在机动车中。