CN106662044B - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种蒸发燃料处理装置，使吸附罐吸附燃料箱内的蒸发燃料，使发动机吸入所吸附的该蒸发燃料，在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备控制燃料箱与吸附罐的连通的截止阀，在将吸附罐与发动机连接的路径上具备控制吸附罐与发动机的连通的吹扫阀，该蒸发燃料处理装置具备：内压传感器，其检测燃料箱内的空间压力来作为内压；以及截止阀控制单元，在由内压传感器检测出燃料箱的内压为负压、且吹扫阀处于关闭时，打开截止阀来经由吸附罐向燃料箱供给大气压。因此抑制空燃比紊乱。

Description

蒸发燃料处理装置
技术领域
本发明涉及一种在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备控制燃料箱与吸附罐的连通的截止阀的蒸发燃料处理装置。
背景技术
开发出了如下一种蒸发燃料处理装置：在将燃料箱与吸附罐连接的路径上设置有截止阀，在车辆处于停车状态时，关闭截止阀，来使燃料箱成为密闭状态。在该蒸发燃料处理装置的情况下，在某种条件下燃料箱变为负压，而当该负压变大时，由于燃料箱为密闭状态，因此燃料箱有可能由于负压而变形。在日本特开2010-242723号公报中公开了一种在燃料箱为负压时打开截止阀的技术。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在日本特开2010-242723号公报的蒸发燃料处理装置中，存在以下问题：当在发动机工作过程中打开截止阀时，发动机的空燃比紊乱。原因在于，当在燃料箱为负压的状态下在发动机工作过程中打开截止阀时，进行使吸附于吸附罐的蒸发燃料返回到燃料箱的所谓的反吹扫(back purge)，由于吸附罐的吹扫而被吸入到发动机的蒸发燃料突然减少。
鉴于这样的问题，本发明的课题在于，在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备截止阀的蒸发燃料处理装置中，即使在发动机工作过程中燃料箱变为负压也不会突然进行反吹扫，由此抑制空燃比紊乱。
用于解决问题的方案
本发明的第一发明是一种蒸发燃料处理装置，使吸附罐吸附燃料箱内的蒸发燃料，使发动机吸入所吸附的该蒸发燃料，在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备控制燃料箱与吸附罐的连通的截止阀，在将吸附罐与发动机连接的路径上具备控制吸附罐与发动机的连通的吹扫阀，该蒸发燃料处理装置具备：内压传感器，其检测燃料箱内的空间压力来作为内压；以及截止阀控制单元，在由所述内压传感器检测出燃料箱的内压为负压、且所述吹扫阀处于关闭时，该截止阀控制单元打开所述截止阀来经由吸附罐向燃料箱供给大气压。
根据第一发明，截止阀的打开动作仅在不执行吹扫时进行，在执行吹扫过程中中止截止阀的打开动作。因此，在执行吹扫时不会同时打开截止阀，从而能够消除由于截止阀被打开而引起的发动机的空燃比的紊乱。
本发明的第二发明是一种蒸发燃料处理装置，使吸附罐吸附燃料箱内的蒸发燃料，使发动机吸入所吸附的该蒸发燃料，在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备控制燃料箱与吸附罐的连通的截止阀，在将吸附罐与发动机连接的路径上具备控制吸附罐与发动机的连通的吹扫阀，该蒸发燃料处理装置具备：内压传感器，其检测燃料箱内的空间压力来作为内压；以及截止阀控制单元，在由所述内压传感器检测出燃料箱的内压为负压、且所述吹扫阀处于打开时，该截止阀控制单元打开所述截止阀来经由吸附罐向燃料箱供给大气压，并控制所述截止阀的开度以抑制燃料箱的内压的变化。
使用能够连续地变更阀开度的阀来作为截止阀，当在吹扫阀被打开的状态下打开截止阀时，将截止阀的阀开度控制为不使燃料箱的内压骤变的中间开度，由此能够实现上述第二发明。
根据第二发明，即使在执行吹扫过程中打开截止阀，也对截止阀进行控制以抑制燃料箱的内压变化，因此能够抑制经由吹扫阀吸入到发动机的蒸发燃料的突然变化，从而能够抑制发动机的空燃比的紊乱。
本发明的第三发明为，在上述第二发明中，当在由所述内压传感器检测出燃料箱的内压为负压的状态下所述吹扫阀从打开被切换为关闭时，所述截止阀控制单元中止为了抑制燃料箱的内压的变化而对所述截止阀的开度进行的抑制控制，并打开截止阀。
本发明的第四发明为，在上述第二发明或第三发明中，所述截止阀控制单元在打开截止阀时，使所述截止阀的开度随时间的经过而增大。
本发明的第五发明为，在上述第二发明或第三发明中，所述截止阀控制单元在打开截止阀时，控制所述截止阀的开度以使燃料箱的内压的变化成为预先设定的特性。
本发明的第六发明为，在上述第二发明或第三发明中，所述截止阀控制单元在打开截止阀时，控制所述截止阀的开度以使发动机中的空燃比的反馈校正量处于规定范围内。
附图说明
图1是与本发明的上述第一发明对应的概念图。
图2是本发明的第一实施方式的系统结构图。
图3是第一实施方式中的截止阀的开阀控制处理例程的流程图。
图4是说明第一实施方式中的截止阀的开阀控制的时序图。
图5是本发明的第二实施方式中的截止阀的开阀控制处理例程的流程图。
图6是说明第二实施方式中的截止阀的开阀控制的时序图。
图7是本发明的第三实施方式中的截止阀的开阀控制处理例程的流程图。
图8是说明第三实施方式中的截止阀的开阀控制的时序图。
图9是本发明的第四实施方式中的截止阀的开阀控制处理例程的流程图。
图10是说明第四实施方式中的截止阀的开阀控制的时序图。
图11是本发明的第五实施方式中的截止阀的开阀控制处理例程的流程图。
图12是说明第五实施方式中的截止阀的开阀控制的时序图。
具体实施方式
图1是与本发明的第一发明对应的概念图，由于此处的说明是重复的，因此省略。
图2、图3表示本发明的第一实施方式。该实施方式如图2所示那样，在车辆的发动机系统10中附加有蒸发燃料处理装置20。
在图2中，发动机系统10是众所周知的，经由吸气通路12向发动机主体11供给将燃料与空气混合而得到的混合气体。空气以被节流阀14控制流量的方式供给，燃料以被燃料喷射阀(未图示)控制流量的方式供给。节流阀14和燃料喷射阀均与控制电路16连接，节流阀14向控制电路16提供与节流阀14的开阀量有关的信号，燃料喷射阀被控制电路16控制开阀时间。向燃料喷射阀供给燃料，该燃料是从燃料箱15供给的。
蒸发燃料处理装置20使供油中产生的燃料蒸气、或在燃料箱15内蒸发的燃料蒸气(以下称为蒸发燃料)经由蒸气通路22吸附到吸附罐21。另外，吸附到吸附罐21的蒸发燃料经由吹扫通路23被供给到节流阀14的下游侧的吸气通路12。在蒸气通路22中设置有步进电动机式截止阀(相当于本发明中的截止阀。以下也简称为截止阀)24以对该通路22进行开闭，在吹扫通路23中设置有吹扫阀25以对该通路23进行开闭。截止阀24在通过步进电动机开始开阀动作之后直到燃料箱15与吸附罐21之间成为连通状态为止的期间内具有仍将阀维持关闭状态的区域，截止阀24能够连续地变更开度。
在吸附罐21内填装有作为吸附材料的活性炭21a，通过活性炭21a吸附来自蒸气通路22的蒸发燃料，并将所吸附的该蒸发燃料向吹扫通路23放出。吸附罐21还与大气通路28连接，当经由吹扫通路23向吸附罐21施加吸气负压时，经由大气通路28供给大气来经由吹扫通路23进行蒸发燃料的吹扫。另外，在燃料箱15内的空间压力为负压的状态下打开截止阀24的情况下，来自大气通路28的大气经由吸附罐21、蒸气通路22流向燃料箱15，而进行使吸附于吸附罐21的蒸发燃料返回到燃料箱15的反吹扫。大气通路28在设置于燃料箱15的供油口17附近形成有开口以从供油口17的附近吸引大气。
向控制电路16输入对燃料喷射阀的开阀时间等进行控制所需要的各种信号。除了上述的节流阀14的开阀量信号以外，在图2所示的方式中，还向控制电路16输入检测燃料箱15的内压的压力传感器26的检测信号。另外，控制电路16除了如上述那样控制燃料喷射阀的开阀时间以外，在图2所示的方式中，还进行截止阀24和吹扫阀25的开阀控制。
接着，参照图4的时序图并根据图3的流程图来说明由控制电路16进行的步进电动机式截止阀24的开阀控制处理例程。当执行该例程的处理时，在步骤S2中，判定车辆的作为电源开关的点火开关IG(未图示)是否处于接通。在此，等待点火开关IG被接通，而当点火开关IG被接通时，步骤S2判断为肯定，在步骤S4中，实施截止阀24的初始化(initialize)。由于通过步进电动机进行截止阀24的开阀动作，并设为在步进电动机的动作步数与阀的开度之间已取得了没有偏差的正确的相关的状态，因此截止阀24的初始化是预先使步进电动机的动作开始位置与阀的开阀动作开始位置一致的处理。在接下来的步骤S6中，等待步骤S4的初始化完成，当初始化完成时，步骤S6判断为肯定，在步骤S8中设置初始化完成标志，并存储初始化已完成的情况。
在图4的截止阀24的开阀量的曲线图中，示出了在初始化的期间内步进电动机的动作步数从待机位置变化为初始位置的情形。待机位置是在截止阀24的开阀控制中在开阀量为零时始终待机的位置。对于截止阀24，预先存储阀实际上开始打开的位置即开阀开始位置来作为学习值，在截止阀24的开阀控制中，使截止阀24始终在开阀开始位置待机，从而使开阀控制的响应性变得良好。即，存储截止阀24的开阀开始位置来作为待机位置。
在步骤S10中，判定燃料箱15的内压是否为负压。如果没有成为负压，则该例程的处理结束，但是在为负压的情况下，步骤S10判断为肯定，在步骤S12中判定是否为吹扫阀25被关闭的吹扫关闭(OFF)状态。此时，如果吹扫阀25不处于关闭，则步骤S12判断为否定，从而该例程的处理结束，但是如果吹扫阀25处于关闭，则步骤S12判断为肯定，在步骤S14中以规定的速度将截止阀24打开A步。
如图4所示，在燃料箱15的内压为负压(在图4中为负A千帕)且截止阀24被打开A步时，截止阀24的开阀量从初始位置一下子打开到待机位置。该控制示出了：由于预先存储了作为截止阀24的待机位置的开阀开始位置来作为学习值，因此基于该学习值而响应性良好地开始截止阀24的开阀控制。以规定速度进行从待机位置起的开阀。
在步骤S16中，等待燃料箱15的内压变为正压。当如上述那样打开截止阀24时，大气从吸附罐21的大气通路28经由吸附罐21、截止阀24流入到燃料箱15内，燃料箱15的内压从负压向大气压变化。当燃料箱15的内压变为大气压时，步骤S16判断为肯定，在步骤S18中将截止阀24关闭B步，从而截止阀24被关闭到与“A-B”步对应的位置。该位置被设为待机位置。
在以上的第一实施方式中，当在截止阀24处于关闭的期间内燃料箱15的内压成为负压时，在点火开关IG被接通时，如果吹扫阀25处于关闭，则打开截止阀24，从吸附罐21的大气通路28向燃料箱15内供给大气。由此，防止了燃料箱15由于负压而变形。而且，在吹扫阀25处于打开时不进行所述的截止阀24的打开控制，因此能够防止由于在燃料箱15为负压的状态下打开截止阀24而进行反吹扫，从而能够防止发动机的空燃比紊乱。
图5表示本发明的第二实施方式中的截止阀24的开阀控制处理例程。相对于第一实施方式，第二实施方式的特征在于，在吹扫阀25处于打开时进行在燃料箱15的负压状态下进行的截止阀24的开阀控制，并且一点一点地进行截止阀24的开阀。关于其它方面，在第二实施方式中也与第一实施方式相同，省略关于相同部分的再次说明。
在图5中，步骤S2～步骤S10的处理与图3中的步骤S2～步骤S10的处理相同。在步骤S20中，判定是否吹扫阀25被打开而设为了吹扫开启(ON)。如果吹扫阀25不处于打开，则步骤S20判断为否定，从而该例程结束。当吹扫阀25处于打开时，步骤S20判断为肯定，在步骤S22中，截止阀24如图6所示那样每A秒打开α步。在接下来的步骤S24中，判定燃料箱15的内压是否成为正压，在燃料箱15的内压成为正压之前逐渐打开截止阀24。当燃料箱15的内压成为正压从而步骤S24判断为肯定时，在步骤S26中将截止阀24关闭B步，从而截止阀24被关闭到与“α×n-B”步对应的位置。该位置被设为待机位置。此外，n表示在步骤S22中截止阀24被打开的次数。
在第二实施方式中，当在截止阀24处于关闭的期间内燃料箱15的内压成为负压时，在点火开关IG被接通时，如果吹扫阀25处于打开，则一点一点地打开截止阀24，慢慢地从吸附罐21的大气通路28向燃料箱15内供给大气。由此，防止了燃料箱15由于负压而变形。并且，由于一点一点地进行所述的截止阀24的打开控制，因此即使进行反吹扫，也不会急剧地进行反吹扫，因此发动机的空燃比控制能够追随吹扫量的变化，从而能够抑制空燃比紊乱。
图7表示本发明的第三实施方式中的截止阀24的开阀控制处理例程。相对于第一实施方式，第三实施方式的特征在于，在吹扫阀25处于打开时进行在燃料箱15的负压状态下进行的截止阀24的开阀控制，并且进行截止阀24的开阀以使燃料箱15的内压变化成为规定值以内。关于其它方面，在第三实施方式中也与第一实施方式相同，省略关于相同部分的再次说明。
在图7中，步骤S2～步骤S20的处理与图5中的步骤S2～步骤S20的处理相同。在步骤S28中，判定燃料箱15的内压的变化量是否为规定值以内。具体地说，判定内压的变化量是否为b千帕/秒以下。当内压的变化量为规定值以内从而步骤S28判断为肯定时，在步骤S30中，如图8所示那样将截止阀24打开α步。然后，在接下来的步骤S32中，判定燃料箱15的内压是否为负压，如果为负压，则步骤S32判断为肯定，在步骤S34中判定燃料箱15的内压的变化量是否大于规定值(b千帕/秒)。当内压的变化量小于规定值从而步骤S34判断为否定时，返回到步骤S30，再次将截止阀24打开α步。之后，如上述那样重复进行步骤S32、步骤S34的处理，当内压的变化量大于规定值从而步骤S34判断为肯定时，在步骤S36中保持截止阀24的开阀量。此时，如图8所示那样不变更而保持截止阀24的开阀量直到燃料箱15的内压的变化量小于规定值(b千帕/秒)为止。在接下来的步骤S38中，判定燃料箱15的内压是否成为正压，并重复进行上述的步骤S20以后的处理直到燃料箱15的内压成为正压为止。当在保持截止阀24的开阀量的期间内燃料箱15的内压变化为规定值以内时，步骤S28判断为肯定，由此在步骤S30中再次将截止阀24打开α步。之后，当燃料箱15的内压成为正压从而步骤S38判断为肯定时，在步骤S40中将截止阀24关闭B步，从而截止阀24被关闭到与“α×n-B”步对应的位置。该位置被设为待机位置。此外，n表示在步骤S30中截止阀24被打开的次数。
在步骤S30中进行了打开截止阀24的控制之后，当燃料箱15的内压成为正压从而步骤S32判断为否定、或者吹扫阀25被关闭从而步骤S20判断为否定时，在上述步骤S40中将截止阀24关闭到待机位置。
在第三实施方式中，当在截止阀24处于关闭的期间内燃料箱15的内压成为负压时，在点火开关IG被接通时，如果吹扫阀25处于打开，则一点一点地打开截止阀24以使燃料箱15的内压变化成为规定值以内，从吸附罐21的大气通路28向燃料箱15内慢慢地供给大气。由此，防止了燃料箱15由于负压而变形。并且，由于一点一点地进行所述的截止阀24的打开控制，因此即使进行反吹扫，也不会急剧地进行反吹扫，从而发动机的空燃比控制能够追随吹扫量的变化，能够抑制空燃比紊乱。
图9表示本发明的第四实施方式中的截止阀24的开阀控制处理例程。相对于第一实施方式，第四实施方式的特征在于，在吹扫阀25处于打开时进行在燃料箱15的负压状态下进行的截止阀24的开阀控制，并且进行截止阀24的开阀以使燃料箱15的内压变化成为规定值以内，并且在从该状态下关闭了吹扫阀25时，将截止阀24暂时关闭之后再次打开。关于其它方面，在第四实施方式中也与第一实施方式相同，省略关于相同部分的再次说明。
在图9中，步骤S2～步骤S40的处理与图7中的步骤S2～步骤S40的处理相同。在步骤S42中，判定是否吹扫阀25被关闭而设为了吹扫关闭。此时，如果吹扫阀25处于打开，则步骤S42判断为否定，该例程的处理结束。当吹扫阀25被关闭时，步骤S42判断为肯定，在步骤S44中判定燃料箱15的内压是否仍为负压状态。如果燃料箱15的内压变为正压，则步骤S44判断为否定，该例程的处理结束。在燃料箱15的内压仍为负压状态的情况下，步骤S44判断为肯定，在步骤S46中，如图10那样将截止阀24打开A步。在接下来的步骤S48中，判定燃料箱15的内压是否变为正压，当变为正压时，在步骤S50中将截止阀24关闭A步，从而截止阀24被关闭到与“A-A”步对应的待机位置。
在第四实施方式中，当在截止阀24处于关闭的期间内燃料箱15的内压成为负压时，在点火开关IG被接通时，如果吹扫阀25处于打开，则一点一点地打开截止阀24以使燃料箱15的内压变化成为规定值以内，从吸附罐21的大气通路28向燃料箱15内慢慢地供给大气。由此，防止了燃料箱15由于负压而变形。并且，由于一点一点地进行所述的截止阀24的打开控制，因此即使进行反吹扫，也不会急剧地进行反吹扫，从而发动机的空燃比控制能够追随吹扫量的变化，能够抑制空燃比紊乱。并且，即使在对截止阀24进行打开控制来向燃料箱15内导入大气的中途吹扫阀25被关闭从而结束了截止阀24的打开控制时燃料箱15仍为负压，也会再次打开截止阀24来向燃料箱15内供给大气，从而能够防止燃料箱15的内压保持负压。
在第四实施方式中，设为进行吹扫阀25处于打开时的截止阀24的开阀控制以使燃料箱15的内压变化成为规定值以内，但是也可以如第二实施方式(图5、图6)那样不看燃料箱15的内压变化而以固定的缓慢的速度打开。
图11表示本发明的第五实施方式中的截止阀24的开阀控制处理例程。相对于第一实施方式，第五实施方式的特征在于，在吹扫阀25处于打开时进行在燃料箱15的负压状态下进行的截止阀24的开阀控制，并且控制截止阀24的开阀量以使发动机中的空燃比的反馈校正量处于规定范围内。关于其它方面，在第五实施方式中也与第一实施方式相同，省略关于相同部分的再次说明。
在图11中，步骤S2～步骤S22的处理与图5中的步骤S2～步骤S22的处理相同。在步骤S52中，判定发动机中的空燃比的反馈校正量F/B是否处于规定范围“负C～正C”的范围外。当反馈校正量F/B处于规定范围“负C～正C”的范围内从而步骤S52判断为否定时，返回到步骤S22，将截止阀24如图12所示那样每A秒打开α步。当空燃比的反馈校正量F/B处于规定范围“负C～正C”的范围外从而步骤S52判断为肯定时，在步骤S54中，将截止阀24如图12所示那样关闭α步。在接下来的步骤S56中，判定空燃比的反馈校正量F/B是否处于规定范围“负C～正C”的范围内。在反馈校正量F/B处于规定范围内之前重复进行步骤S54的处理，当反馈校正量F/B处于规定范围内时，步骤S56判断为肯定，基于步骤S24以后的处理，将截止阀24开阀(基于步骤S22)或闭阀(基于步骤S54)以使反馈校正量F/B处于规定范围内，直到燃料箱15的内压成为正压为止，当燃料箱15的内压成为正压时，通过步骤S26将截止阀24关闭到待机位置。此外，n表示在步骤S54中截止阀24被关闭的次数。
在第五实施方式中，当在截止阀24处于关闭的期间内燃料箱15的内压成为负压时，在点火开关IG被接通时，如果吹扫阀25处于打开，则对截止阀24一点一点地进行开闭控制以使发动机中的空燃比的反馈校正量F/B处于规定范围内，从吸附罐21的大气通路28向燃料箱15内慢慢地供给大气压。由此，防止了燃料箱15由于负压而变形。并且，由于进行截止阀24的开闭控制以使发动机中的空燃比的反馈校正量处于规定范围内，因此即使由于打开截止阀24而进行反吹扫，也能够抑制空燃比紊乱。
在第五实施方式中，在发动机中的空燃比的反馈校正量F/B处于规定范围“负C～正C”的范围外从而步骤S52判断为肯定时，在步骤S54中将截止阀24的开阀量每次关闭α步，但是关闭截止阀24的控制的方法不限于此。例如也可以以规定速度关闭到待机位置。另外，也可以如步骤S22中打开截止阀24时那样每A秒关闭α步。
以上说明的第一实施方式是与本发明的第一发明对应的实施方式，第二实施方式～第五实施方式是与本发明的第二发明对应的实施方式。另外，第四实施方式是与本发明的第三发明对应的实施方式。另外，第二实施方式、第五实施方式是与本发明的第四发明对应的实施方式。另外，第三实施方式、第四实施方式是与本发明的第五发明对应的实施方式。另外，第五实施方式是与本发明的第六发明对应的实施方式。
上述各实施方式中的各流程图的处理相当于本发明的截止阀控制单元。
以上说明了特定的实施方式，但是本发明不限定于那些外观、结构，在不变更本发明的要旨的范围内能够进行各种变更、追加、删除。例如，在上述实施方式中，将截止阀设为步进电动机式截止阀24，但是也可以设为通过球状的阀体的旋转来连续地改变开阀量的结构的球阀。另外，在上述实施方式中，将本发明应用于车辆用的发动机系统，但是本发明不限定于车辆用。在车辆用的发动机系统的情况下，也可以是同时使用发动机和电动机的混合动力车。

Claims (5)

1.一种蒸发燃料处理装置，使吸附罐吸附燃料箱内的蒸发燃料，使发动机吸入所吸附的该蒸发燃料，在将燃料箱与吸附罐连接的路径上具备控制燃料箱与吸附罐的连通的截止阀，在将吸附罐与发动机连接的路径上具备控制吸附罐与发动机的连通的吹扫阀，该蒸发燃料处理装置的特征在于，具备：
内压传感器，其检测燃料箱内的空间压力来作为内压；以及
截止阀控制单元，在由所述内压传感器检测出燃料箱的内压为负压、且所述吹扫阀处于打开时，所述截止阀控制单元打开所述截止阀来经由吸附罐向燃料箱供给大气压，并控制所述截止阀的开度以抑制燃料箱的内压的变化。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
当在由所述内压传感器检测出燃料箱的内压为负压的状态下所述吹扫阀从打开被切换为关闭时，所述截止阀控制单元中止为了抑制燃料箱的内压的变化而对所述截止阀的开度进行的抑制控制，并打开截止阀。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述截止阀控制单元在打开截止阀时，使所述截止阀的开度随时间的增加而增大。
4.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述截止阀控制单元在打开截止阀时，控制所述截止阀的开度以使燃料箱的内压的变化成为预先设定的特性。
5.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述截止阀控制单元在打开截止阀时，控制所述截止阀的开度以使发动机中的空燃比的反馈校正量处于规定范围内。
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