CN110857665A - 发动机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机系统。在混合动力车中，在发动机稳定运转时，即使进气量发生变动也会抑制根据进气量计算出的要求泵转速的变动，并抑制向发动机过量供给蒸气。混合动力车的发动机系统具备进气通路、喷油器、蒸发燃料处理装置、蒸气浓度传感器、空气流量计以及电子控制装置(ECU)。装置将在燃料箱中产生的蒸气捕集到吸附罐，将蒸汽经由设置有吹扫阀和吹扫泵的吹扫通路向进气通路吹扫。ECU在稳定运转时利用喷油器来调节向发动机供给的燃料，将吹扫阀开阀以调节蒸气的吹扫流量，在进气量多于上限进气量的情况下，将检侧进气量的上限限制为上限进气量，根据基于上限进气量和蒸气浓度计算出的要求泵转速来控制吹扫泵。

Description

发动机系统
技术领域
本说明书中公开的技术涉及一种设置于混合动力车的发动机系统，具备发动机、向发动机供给燃料的燃料供给单元、贮存向发动机供给的燃料的燃料箱以及对在燃料箱中产生的蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理装置。
背景技术
以往，作为这种技术，例如已知有下述的专利文献1中记载的“蒸发燃料处理装置”。该装置具备：吸附罐，其用于捕集在燃料箱中产生的蒸发燃料(蒸气)；吹扫通路，其用于将被吸附罐捕集的蒸气引导至发动机的进气通路；吹扫阀，其用于将吹扫通路打开和关闭；吹扫泵，其设置于吹扫通路，用于将被吸附罐捕集的蒸气压送至进气通路；以及电子控制装置(ECU)，其对吹扫阀和吹扫泵进行控制。ECU通过根据发动机的运转状态而控制吹扫阀和吹扫泵，来调节向进气通路吹扫的蒸气的吹扫流量。该装置有时被搭载于串联式的混合动力车中。串联式的混合动力车是将发动机仅使用于发电、将电动机仅使用于车轴的驱动和再生、并且具有用于回收电力的蓄电池的方式。该方式的混合动力车能够称为搭载发动机来作为发电用动力源的电动汽车。在此，虽然在专利文献1中没有明确示出，但是搭载于串联式的混合动力车的蒸发燃料处理装置基于蓄电池的充电状态、发动机的燃料消耗量等来使发动机稳定运转。在发动机稳定运转时，吹扫泵的要求泵转速为固定，该泵被控制为固定的泵转速。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-67008号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在上述混合动力车中，存在如下情况：在发动机稳定运转时，根据发电请求等而发动机转变为过渡运转(加速运转或减速运转)。而且，在发动机转变为过渡运转而发动机的进气量增加或减少的情况下，吹扫泵的要求泵转速与其联动地进行变动，与该变动相应地控制吹扫泵。可是，吹扫泵的实际的泵转速不能完全追随要求泵转速的变动的情形较多，特别是在要求泵转速从增加转为减少的情况下，通过控制进行的泵转速的降低延迟，有可能相对于进气量的变化而言吹扫流量变得过大。在该情况下，供给到发动机的蒸气短暂地过量，从而有可能发动机的空燃比失调。
本公开技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供如下一种发动机系统：在串联式的混合动力车中，在发动机稳定运转时，即使进气量发生变动也会抑制根据进气量计算出的要求泵转速的变动，从而抑制向发动机过量供给蒸发燃料。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，第一发明所记载的技术是一种发动机系统，搭载于串联式的混合动力车中，该发动机系统构成为具备：发动机；进气通路，其用于向发动机导入进气；燃料供给单元，其用于向发动机供给燃料；燃料箱，其用于贮存向发动机供给的燃料；蒸发燃料处理装置，其将在燃料箱中产生的蒸发燃料暂时捕集到吸附罐，将蒸发燃料经由设置有吹扫阀和涡轮式的吹扫泵的吹扫通路向进气通路吹扫并进行处理；蒸发燃料浓度检测单元，其用于检测向进气通路吹扫的蒸发燃料的浓度；进气量检测单元，其用于检测流过进气通路的进气量；控制单元，其用于控制燃料供给单元、吹扫阀以及吹扫泵，其中，在发动机运转时，控制单元控制燃料供给单元以调节向发动机供给的燃料，将吹扫阀开阀并且基于检测出的进气量和检测出的蒸发燃料的浓度计算要求泵转速并基于计算出的要求泵转速来控制吹扫泵，以调节向进气通路吹扫的蒸发燃料，该发动机系统的宗旨在于，在发动机稳定运转时，在进气量多于规定的上限进气量的情况下，控制单元将检测出的进气量的上限限制为上限进气量，并基于上限进气量和蒸发燃料的浓度来计算要求泵转速。
根据上述技术的结构，在发动机运转时，控制燃料供给单元以调节向发动机供给的燃料，将吹扫阀开阀并且控制吹扫泵以调节向进气通路吹扫的蒸发燃料。即，基于检测出的进气量和检测出的蒸发燃料的浓度计算要求泵转速，基于计算出的要求泵转速来控制吹扫泵。在此，在发动机稳定运转时，在根据发电请求等而进气量多于规定的上限进气量的情况下，检测出的进气量的上限被限制为上限进气量。而且，基于上限进气量和检测出的蒸发燃料的浓度计算要求泵转速，基于计算出的要求泵转速来控制吹扫泵。因而，即使进气量多于规定的上限进气量，检测出的进气量的上限也被限制为上限进气量，因此能够抑制计算出的要求泵转速的变动。特别是能够抑制在要求泵转速从增加转为减少的情况下的要求泵转速的变动。
为了达到上述目的，第二发明所记载的技术的宗旨在于，在第一发明所记载的技术中，在进气量少于上限进气量的情况下，控制单元控制燃料供给单元以减少向发动机供给的燃料，并且根据需要来控制吹扫阀和吹扫泵中的至少一方以减少向发动机供给的蒸发燃料。
根据上述技术的结构，除了第一发明所记载的技术的作用以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，通过控制燃料供给单元来减少向发动机供给的燃料。另外，通过根据需要而控制吹扫阀和吹扫泵中的至少一方，来减少向发动机供给的蒸发燃料。
为了达到上述目的，第三发明所记载的技术的宗旨在于，在第二发明所记载的技术中，在进气量少于上限进气量的情况下，控制单元控制燃料供给单元以使向发动机供给的燃料在到规定的限制值为止的范围内减少，并且在如果只是减少燃料则减少量不足时，控制单元将吹扫阀闭阀以切断蒸发燃料的吹扫。
根据上述技术的结构，除了第二发明所记载的技术的作用以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，通过控制燃料供给单元来使向发动机供给的燃料在到规定的限制值为止的范围内减少。另外，在如果只是减少燃料则减少量不足时，通过将吹扫阀闭阀来切断蒸发燃料的吹扫，从而向发动机供给的蒸发燃料迅速地减少。
为了达到上述目的，第四发明所记载的技术的宗旨在于，在第二发明所记载的技术中，在进气量少于上限进气量的情况下，控制单元控制燃料供给单元以使向发动机供给的燃料在到规定的限制值为止的范围内减少，并且在如果只是减少燃料则减少量不足时，控制单元使吹扫泵反向旋转。
根据上述技术的结构，除了第二发明所记载的技术的作用以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，通过控制燃料供给单元来使向发动机供给的燃料在到规定的限制值为止的范围内减少。另外，在如果只是减少燃料则减少量不足时，通过使涡轮式的吹扫泵反向旋转，来迅速且精密地减少向发动机供给的蒸发燃料。
发明的效果
根据第一发明所记载的技术，在串联式的混合动力车中，在发动机稳定运转时，即使进气量发生变动也能够抑制根据进气量计算出的要求泵转速的变动，并能够抑制向发动机过量供给蒸发燃料，从而能够抑制发动机的空燃比失调。
根据第二发明所记载的技术，除了第一发明所记载的技术的效果以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，减少向发动机供给的燃料，并根据需要减少向发动机供给的蒸发燃料，由此能够抑制向发动机过量供给燃料和蒸发燃料，从而能够抑制发动机的空燃比失调。
根据第三发明所记载的技术，除了第二发明所记载的技术的效果以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，能够在如果只是利用燃料供给单元减少燃料则减少量不足时，通过吹扫阀来迅速地抑制向发动机过量供给蒸发燃料，从而能够抑制发动机的空燃比失调。
根据第四发明所记载的技术，除了第二发明所记载的技术的效果以外，还在进气量少于上限进气量的情况下，能够在如果只是利用燃料供给单元减少燃料则减少量不足时，通过吹扫泵来迅速且精密地抑制向发动机过量供给蒸发燃料，从而能够抑制发动机的空燃比失调。
附图说明
图1是与第一实施方式相关的示出包括搭载于混合动力车的蒸发燃料处理装置的发动机系统的概要图。
图2是与第一实施方式相关的示出第一吹扫控制的内容的流程图。
图3是与第一实施方式相关的为了求出与模式相应的上限进气量而参照的上限进气量对应表。
图4是与第一实施方式相关的为了求出与要求吹扫流量相应的要求泵转速而参照的要求泵转速对应表。
图5是与第一实施方式相关的示出第一吹扫控制下的各种参数的变化的一例的时序图。
图6是与第二实施方式相关的示出吹扫阻断(purge cut)控制的内容的流程图。
图7是与第二实施方式相关的为了计算与泵转速相应的吹扫流量而参照的吹扫流量对应表。
图8是与第二实施方式相关的示出吹扫阻断控制下的各种参数的变化的一例的时序图。
图9是与第三实施方式相关的示出第二吹扫控制的内容的流程图。
图10是与第四实施方式相关的示出吹扫泵控制的内容的流程图。
图11是与第四实施方式相关的为了求出与蒸气浓度相应的要求泵转速而参照的第一要求泵转速对应表。
图12是与第四实施方式相关的为了求出与蒸气浓度相应的要求泵转速而参照的第二要求泵转速对应表。
图13是与第四实施方式相关的为了求出与实际的泵转速相应的泵流量而参照的第一泵流量对应表。
图14是与第四实施方式相关的为了求出与实际的泵转速相应的泵流量而参照的第二泵流量对应表。
图15是与第四实施方式相关的示出吹扫泵控制下的各种参数的变化的一例的时序图。
附图标记说明
1：发动机；3：进气通路；5：燃料箱；8：喷油器(燃料供给单元)；21：吸附罐；23：吹扫通路；24：吹扫阀；25：吹扫泵；30：蒸发燃料处理装置；41：空气流量计(进气量检测单元)；47：蒸气浓度传感器(蒸发燃料浓度检测单元)；50：ECU(控制单元)；60：混合动力车。
具体实施方式
<第一实施方式>
下面，参照附图详细地说明将发动机系统具体化的第一实施方式。
[关于发动机系统的概要]
在图1中以概要图的形式示出包括搭载于混合动力车60的蒸发燃料处理装置30的发动机系统。本实施方式的混合动力车60为串联式的混合动力车。众所周知，串联式的混合动力车60将发动机1仅使用于发电，将电动机(省略图示)仅使用于车轴的驱动和再生，并且具有用于回收电力的蓄电池61。发动机1具备：进气通路3，其用于将空气等吸入到燃烧室2；以及排气通路4，其用于从燃烧室2排出废气。向燃烧室2供给在燃料箱5中贮存的燃料。即，燃料箱5的燃料通过内置于该燃料箱5的燃料泵6被喷出到燃料通路7，并被压送至设置于发动机1的进气端口的喷油器8。被压送的燃料从喷油器8喷射，与流过进气通路3的空气一起被导入到燃烧室2中而形成可燃混合气，供于燃烧。在发动机1中设置用于点燃可燃混合气的点火装置9。喷油器8相当于本公开技术中的燃料供给单元的一例。
在进气通路3的从其入口侧至发动机1为止的部分设置空气滤清器10、节气装置11以及稳压箱12。节气装置11包括节气阀11a，被打开和关闭以调节流过进气通路3的进气流量。节气阀11a的打开和关闭是与驾驶员对加速踏板(省略图示)的操作联动的。稳压箱12使进气通路3中的进气波动平滑化。
[关于蒸发燃料处理装置的结构]
在图1中，本实施方式的蒸发燃料处理装置30构成为对在燃料箱5中产生的蒸发燃料(蒸气)进行处理而不向大气中释放。该装置30具备：吸附罐21，其用于捕集在燃料箱5中产生的蒸气；蒸气通路22，其用于从燃料箱5向吸附罐21导入蒸气；吹扫通路23，其用于将被吸附罐21捕集的蒸气吹扫至进气通路3；吹扫阀24，其用于使吹扫通路23打开和关闭；以及吹扫泵25，其设置于吸附罐21与吹扫阀24之间，用于将蒸气从吸附罐21压送至吹扫通路23。
吸附罐21内置活性炭等吸附材料。吸附罐21包括：大气口21a，其用于导入大气；导入口21b，其用于导入蒸气；以及导出口21c，其用于导出蒸气。吸附罐21的内部空间与大气连通。即，从大气口21a起延伸的大气通路26的前端与燃料箱5的注油筒5a的入口连通。在该大气通路26上设置用于捕集空气中的粉尘等的过滤器27。从吸附罐21的导入口21b起延伸的蒸气通路22的前端与燃料箱5的内部连通。设置于吸附罐21同进气通路3之间的吹扫通路23的前端与进气通路3的位于节气装置11同稳压箱12之间的部分连通。
在本实施方式中，吹扫阀24由电动式的开闭阀(切断阀)构成，用于使吹扫通路23打开和关闭。吹扫泵25构成为能够改变喷出量以将蒸气从吸附罐21压送至吹扫通路23。在本实施方式中，采用涡轮式的泵来作为吹扫泵25。涡轮式的泵构成为能够使其叶轮进行正向旋转和反向旋转，在反向旋转时，能够以比正向旋转时少的流量来调节吹扫流量。
如上述那样构成的蒸发燃料处理装置30将在燃料箱5中产生的蒸气经由蒸气通路22导入到吸附罐21，并由吸附罐21暂时捕集。而且，在发动机1运转时将节气装置11(节气阀11a)开阀，将吹扫阀24开阀，并使吹扫泵25工作。由此，被吸附罐21捕集的蒸气从吸附罐21经由吹扫通路23被吹扫到进气通路3。能够通过控制吹扫泵25的旋转来调节该蒸气的吹扫流量。在本实施方式中，由于吹扫泵25采用涡轮式的泵，因此能够使吹扫泵25(吹扫泵25的叶轮)进行正向旋转和反向旋转，通过控制其转速(泵转速)NP，能够调节吹扫流量。另外，通过使吹扫泵25从正向旋转状态起进行反向旋转，能够以低流量调节吹扫流量。
在本实施方式中，在蒸气通路22设置用于控制燃料箱5与吸附罐21之间的气体的流动的截止阀28。该截止阀28构成为在燃料箱5的内压为规定值以上的正压时打开，因被吸附罐21捕集的蒸气被吹扫到进气通路3时的负压而关闭。
[关于发动机系统的电气结构]
在本实施方式中，设置各种传感器41～46等以检测发动机1的运转状态。在空气滤清器10附近设置的空气流量计41检测被吸入到进气通路3的空气量来作为进气量，输出与其检测值相应的电信号。空气流量计41相当于本公开技术中的进气量检测单元的一例。设置于节气装置11的节气阀传感器42检测节气阀11a的开度来作为节气阀开度，输出与其检测值相应的电信号。设置于稳压箱12的进气压传感器43检测稳压箱12中的压力来作为进气压力，输出与其检测值相应的电信号。设置于发动机1的水温传感器44检测流过发动机1的内部的冷却水的温度来作为冷却水温度，输出与其检测值相应的电信号。设置于发动机1的转速传感器45检测发动机1的曲轴(省略图示)的旋转角速度来作为发动机转速NE，输出与其检测值相应的电信号。设置于排气通路4的氧传感器46检测废气中的氧浓度，输出与其检测值相应的电信号。此外，在本实施方式的蒸发燃料处理装置30中，在吹扫通路23设置用于检测从吹扫通路23向进气通路3吹扫的蒸气的浓度(蒸气浓度)VPs的专用的蒸气浓度传感器47。蒸气浓度传感器47相当于本公开技术中的蒸发燃料浓度检测单元的一例。
在本实施方式中，负责各种控制的电子控制装置(ECU)50被输入从各种传感器41～47等输出的各种信号。ECU 50通过基于这些输入信号对喷油器8、点火装置9、吹扫阀24以及吹扫泵25进行控制，来执行燃料喷射控制、点火时期控制以及吹扫控制。
此外，该混合动力车60具备驱动用的电动机(省略图示)和用于向该电动机供给电力的蓄电池61。ECU 50对该蓄电池61的状态(电压和电流的状态)进行监视。
在此，燃料喷射控制是指通过根据发动机1的运转状态对喷油器8进行控制来对燃料喷射量和燃料喷射时期进行控制。点火时期控制是指通过根据发动机1的运转状态对点火装置9进行控制来对可燃混合气的点火时期进行控制。吹扫控制是指通过根据发动机1的运转状态对吹扫阀24和吹扫泵25进行控制来对从吸附罐21经由吹扫通路23向进气通路3吹扫的蒸气的吹扫流量进行控制。
在本实施方式中，ECU 50具备包括中央处理装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及备用RAM等的周知结构。ROM预先存储有与上述的各种控制相关的规定的控制程序。ECU(CPU)50按照这些控制程序执行上述的各种控制。ECU 50相当于本公开技术中的控制单元的一例。
在本实施方式中，在发动机1稳定运转时，ECU 50将吹扫阀24开阀，并且将吹扫泵25控制为固定的泵转速，以将固定流量的蒸气吹扫到进气通路3。在本实施方式中，关于燃料喷射控制、点火时期控制，设为采用周知的内容，下面仅对于吹扫控制进行详细说明。
另外，在该混合动力车60中，存在如下情况：在发动机1稳定运转时，根据发电请求而发动机1转变为过渡运转(加速运转或减速运转)。此时，发动机1的进气量增加或减少，计算出的要求泵转速增加或减少，根据增加或减少后的要求泵转速来控制吹扫泵25。此时，有可能由于吹扫泵25的控制的追随性差，而蒸气的吹扫流量的调节延迟，从而发动机1的空燃比变差。另外，在发动机1的进气量少时，存在即使控制吹扫泵25也无法调节吹扫流量的情况。因此，在本实施方式中，ECU 50执行如下面那样的第一吹扫控制。
[关于第一吹扫控制]
对第一吹扫控制进行说明。在图2中，以流程图的形式示出其控制内容。ECU 50每隔规定时间周期性地执行本例程。
当处理转移到本例程时，在步骤100中，ECU 50检测蓄电池61的状态(电池状态：电压和电流的状态)，基于该电池状态决定与吹扫控制相关的模式状态(例如模式1、模式2、模式3、模式4)。
接着，在步骤110中，ECU 50基于所决定的模式状态求出上限进气量GaMX。例如，ECU 50能够通过参照如图3所示那样预先设定的上限进气量对应表来求出与模式1～4相应的上限进气量GaMX。在该对应表中，与模式1～4相应地，将上限进气量GaMX设定为“10(g/sec)、15(g/sec)、20(g/sec)、25(g/sec)”。
即，在步骤100和步骤110中，ECU 50根据蓄电池61的状态，基于预先设定的模式1～4来决定稳定运转中的条件、即上限进气量GaMX。
接着，在步骤120中，ECU 50进行控制以使由空气流量计41检测出的进气量Ga为上限进气量GaMX以下，将该控制后的进气量设为控制进气量GaC。
接着，在步骤130中，ECU 50基于下面所示的计算式(1)来计算要求吹扫流量RPQ。在此，“IDQ”是指从喷油器8喷射的燃料的减量(喷油器减量)。在本实施方式中，在与吹扫控制并行地进行的燃料喷射控制中，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，控制喷油器8以使向发动机1供给的燃料减少与喷油器减量IDQ相应的量。另外，“PAF”是指蒸气的吹扫空燃比，ECU 50基于由蒸气浓度传感器47检测出的蒸气浓度VPs求出吹扫空燃比PAF。另外，也可以根据在吹扫停止时由氧传感器46获得的反馈偏差来求出吹扫空燃比PAF。“SAF”是指化学计量空燃比，在此应用“14.5”。
RPQ＝(IDQ*GaC*PAF)/(SAF*100)···计算式(1)
在此，喷油器减量IDQ作为目标而被设定为相对于作为限制值的保护减量GDQ(例如40％)而言具有余量的值(例如20％)，即使处于“要求泵转速RNP<实际的泵转速NP”的关系也能够进行校正。
接着，在步骤140中，ECU 50基于要求吹扫流量RPQ来计算要求泵转速RNP。例如，ECU 50能够通过参照如图4所示那样预先设定的要求泵转速对应表来求出与要求吹扫流量RPQ相应的要求泵转速RNP。在该对应表中，随着要求吹扫流量RPQ按“0(g/sec)、0.4(g/sec)、0.7(g/sec)、1.0(g/sec)、1.5(g/sec)”的区间增加，而要求泵转速RNP按“0(rpm)、10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)、40,000(rpm)”的区间增加。
即，在步骤120～步骤140中，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，ECU 50根据该进气量Ga和吹扫空燃比来决定要求泵转速RNP。
接着，在步骤150中，ECU 50将吹扫泵25控制为要求泵转速RNP。
接着，在步骤160中，ECU 50判断要求泵转速RNP是否为下限泵转速NPMN以下，或者判断喷油器减量IDQ是否为保护减量GDQ以上。然后，ECU 50在其判断结果为肯定的情况下，将处理转移到步骤170，在其判断结果为否定的情况下，暂时结束之后的处理。
然后，在步骤170中，ECU 50将吹扫阀24闭阀以阻断吹扫蒸气，并暂时结束之后的处理。
在此，在步骤140中求出的要求泵转速RNP低于下限的泵转速(例如8000rpm)的情况下，阻断吹扫。另外，在喷油器减量IDQ为保护减量GDQ的情况下，阻断吹扫。
根据上述的第一吹扫控制，在发动机1运转时，ECU 50控制喷油器8以调节向发动机1供给的燃料，将吹扫阀24开阀并且基于检测出的进气量Ga和检测出的蒸气浓度VPs计算要求泵转速RNP并基于计算出的要求泵转速RNP来控制吹扫泵25，以调节向进气通路3吹扫的蒸气。此外，在发动机1稳定运转时，在实际的进气量Ga多于规定的上限进气量GaMX的情况下，ECU 50将检测出的进气量Ga的上限限制为上限进气量GaMX，基于上限进气量GaMX和蒸气浓度VPs来计算要求泵转速RNP。
另外，根据上述的第一吹扫控制，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且要求泵转速RNP为下限泵转速NPMN以下的情况下，或者在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且喷油器减量IDQ为保护减量GDQ以上的情况下，ECU 50将吹扫阀24闭阀以切断蒸气的吹扫(吹扫阻断)。
另外，根据上述的第一吹扫控制，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，ECU 50控制喷油器8以使向发动机1供给的燃料在到规定的限制值(保护减量GDQ)为止的范围内减少，并且在如果只是减少燃料则减少量不足时，将吹扫阀24闭阀以阻断吹扫蒸气。
在此，在图5中以时序图的形式示出第一吹扫控制下的各种参数的变化的一例。在图5中，(a)表示模式的变化，(b)表示进气量Ga的变化，(c)表示吹扫空燃比PAF的变化，(d)表示要求吹扫流量RPQ的变化，(e)表示要求泵转速RNP的变化，(f)表示喷油器减量IDQ的变化，(g)表示吹扫执行条件的变化，(h)表示吹扫阀24的打开和关闭，(i)表示发动机空燃比的变化。
在图5中，在发动机1稳定运转时，在时刻t1，当将(a)中的模式决定为“1”时，在(c)中的吹扫空燃比为某个值时，(b)中的进气量Ga为上限进气量GaMX，(d)中的要求吹扫流量RPQ为第一规定值PQ1，与其相应地，(e)中的要求泵转速RNP为第一规定值NP1。另外，(g)中的吹扫执行条件成立(开启)，(h)中的吹扫阀24为“打开”。此时，(i)中的发动机空燃比瞬间变动。另外，与吹扫的执行相应地，(f)中的喷油器减量IDQ开始增加。在此，在时刻t1～时刻t2的期间内，(b)中的实际的进气量Ga变得多于上限进气量GaMX，但是在该情况下，检测出的进气量Ga的上限被限制为上限进气量GaMX，基于上限进气量GaMX和蒸气浓度VPs等来计算要求泵转速RNP，要求泵转速RNP固定为第一规定值NP1。
之后，在时刻t2～时刻t4的期间内，当(b)中的实际的进气量Ga暂时少于上限进气量GaMX时，与其相应地(d)中的要求吹扫流量RPQ暂时变少，与其相应地(e)中的要求泵转速RNP暂时变少。此时，在时刻t2～时刻t3的期间内，当(f)中的喷油器减量IDQ达到保护减量GDQ时，在该期间内(g)中的吹扫执行条件不成立(关闭)，(h)中的吹扫阀24为“关闭”(阻断吹扫)。
之后，在时刻t4以后，(c)中的吹扫空燃比暂时增加，但是由于(b)中的进气量Ga已达到上限进气量GaMX，因此(d)中的要求吹扫流量RPQ固定为稍微增加后的第二规定值PQ2，与其相应地(e)中的要求泵转速RNP固定为稍微增加后的第二规定值NP2。
之后，在时刻t5～时刻t8的期间内，当(b)中的进气量Ga暂时变少时，与其相应地(d)中的要求吹扫流量RPQ暂时变少，与其相应地(e)中的要求泵转速RNP暂时变少。此时，在时刻t6～时刻t7的期间内，当(e)中的要求泵转速RNP少于下限泵转速NPMN时，在该期间内(g)中的吹扫执行条件不成立(关闭)，(h)中的吹扫阀24为“关闭”(吹扫阻断)。通过像这样对来自喷油器8的燃料和来自吹扫通路23的吹扫流量PQ进行调节，来抑制(i)中的发动机空燃比的失调。
根据以上说明的本实施方式的发动机系统，在发动机1运转时，控制喷油器8以调节向发动机1供给的燃料，将吹扫阀24开阀并且控制吹扫泵25以调节向进气通路3吹扫的蒸气。即，基于检测出的进气量Ga和检测出的蒸气浓度VPs计算要求泵转速RNP，基于计算出的要求泵转速RNP来控制吹扫泵25。在此，在发动机1稳定运转时根据发电请求等而实际的进气量Ga多于规定的上限进气量GaMX的情况下，检测出的进气量Ga的上限被限制为上限进气量GaMX。而且，基于上限进气量GaMX和检测出的蒸气浓度VPs计算要求泵转速RNP，基于计算出的要求泵转速RNP来控制吹扫泵25。因而，即使实际的进气量Ga多于规定的上限进气量GaMX，也由于将检测出的进气量Ga的上限限制为上限进气量GaMX，因此能够抑制计算出的要求泵转速RNP的变动。特别是能够抑制在要求泵转速RNP从增加转为减少的情况下的要求泵转速RNP的变动。因此，在串联式的混合动力车60中，在发动机1稳定运转时，即使根据发电请求等而进气量Ga发生变动，也能够抑制根据进气量Ga计算出的要求泵转速RNP的变动，并能够抑制向发动机1过量供给蒸气，从而能够抑制发动机1的空燃比失调。
另外，在本实施方式中，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且要求泵转速RNP为下限泵转速NPMN以下的情况下，或者在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且喷油器减量IDQ为保护减量GDQ以上的情况下，将吹扫阀24闭阀而阻断吹扫。因此，通过阻断吹扫能够迅速地抑制向发动机1过量供给蒸气，从而能够抑制发动机1的空燃比失调。
另外，在本实施方式中，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，通过控制喷油器8来使向发动机1供给的燃料在到规定的保护减量GDQ为止的范围内减少。另外，在如果只是减少燃料则减少量不足时，将吹扫阀24闭阀，由此进行蒸气的吹扫阻断，从而向发动机1供给的蒸气迅速地减少。因此，在进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，能够在如果只是利用喷油器8减少燃料则减少量不足时，通过吹扫阀24来迅速地抑制向发动机1过量供给蒸气，从而能够抑制发动机1的空燃比失调。
<第二实施方式>
接着，参照附图详细地说明将发动机系统具体化的第二实施方式。
在本实施方式中，对与第一实施方式同等的结构要素标注相同的标记并省略说明，下面以不同点为中心进行说明。在本实施方式中，与第一实施方式的不同点在于吹扫控制的内容。
在此，在本实施方式的蒸发燃料处理装置30中，在想要基于根据发动机1的进气量Ga计算出的要求泵转速RNP来控制吹扫泵25(泵转速NP)的情况下，在进气量Ga减少时，泵转速NP的追随性差，并且在多数情况下喷油器减量IDQ达到作为限制值的保护减量GDQ，蒸气的供给对发动机空燃比的控制性有可能变差。因此，在本实施方式中，在图2所示的第一吹扫控制中，执行下面那样的吹扫阻断控制来取代步骤170的处理。
[关于吹扫阻断控制]
对吹扫阻断控制进行说明。在图6中，以流程图的形式示出取代图2的步骤170的吹扫阻断控制的内容。
当处理从图2的步骤160转移到图6的步骤200时，在步骤200中，ECU 50基于实际的泵转速NP计算吹扫流量PQ。ECU 50例如能够通过参照如图7所示的吹扫流量对应表来计算与泵转速NP相应的吹扫流量PQ。在该对应表中，随着泵转速NP按“0(rpm)、10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)、40,000(rpm)”的区间增加，而吹扫流量PQ按“0(g/sec)、0.4(g/sec)、0.7(g/sec)、1.0(g/sec)、1.5(g/sec)”的区间增加。
接着，在步骤210中，ECU 50基于下面所示的计算式(2)来计算要求喷油器减量RIDQ。在此，“PR”表示蒸气的吹扫率。
RIDQ＝(SAF*PQ*PR)/(PAF*Ga)···计算式(2)
在步骤200和步骤210的处理中，在发动机1的进气量Ga减少时，ECU 50根据实际的泵转速NP和蒸气浓度VPs(吹扫空燃比PAF)来计算要求喷油器减量RIDQ。
接着，在步骤220中，ECU 50判断从要求喷油器减量RIDQ减去保护减量GDQ所得到的结果是否为“10％”以上。“10％”为一例。在其判断结果为肯定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤230，在其判断结果为否定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤240。
在步骤230中，ECU 50将吹扫阀24闭阀以阻断吹扫。之后，ECU 50暂时结束处理。
另一方面，在步骤240中，ECU 50允许进行吹扫控制。即，ECU 50继续进行吹扫阀24和吹扫泵25的控制。之后，ECU 50暂时结束处理。
在步骤220～步骤240的处理中，在要求喷油器减量RIDQ较大地偏离于保护减量GDQ(例如40％)的情况下，ECU 50将吹扫阀24闭阀以阻断吹扫，在上述偏离变少的情况下，通过允许吹扫控制来使吹扫恢复。
根据上述吹扫阻断控制，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，ECU50控制喷油器8以使向发动机1供给的燃料在到规定的限制值(保护减量GDQ)为止的范围内减少，并且在如果只是减少燃料则减少量不足时，将吹扫阀24闭阀以切断蒸气的吹扫(吹扫阻断)。
在此，在图8中以时序图的形式示出上述的吹扫阻断控制下的各种参数的变化的一例。在图8中，(a)表示进气量Ga的变化，(b)表示吹扫空燃比PAF的变化，(c)表示要求泵转速RNP(和泵转速NP)的变化，(d)表示吹扫流量PQ的变化，(e)表示要求喷油器减量RIDQ的变化，(f)表示吹扫控制的变化。
在图8中，在时刻t1，当在(b)中的吹扫空燃比为某个值时(a)中的进气量Ga开始增加时，(c)中的要求泵转速RNP和泵转速NP开始增加，(d)中的吹扫流量PQ开始增加。之后，在时刻t2，当(a)中的进气量Ga增加到峰值而开始减少时，(c)中的要求泵转速RNP和泵转速NP增加到峰值而开始减少，(d)中的吹扫流量PQ达到峰值而开始减少，(e)中的要求喷油器减量RIDQ开始增加。
然后，在时刻t3，当(e)中的要求喷油器减量RIDQ(50％)与保护减量GDQ(40％)之差为“10％”以上时，(f)中的吹扫控制从“开启”变为“关闭”。另外，在时刻t4，当(e)中的要求喷油器减量RIDQ与保护减量GDQ之差小于“10％”时，(f)中的吹扫控制从“关闭”变为“开启”。即，当要求喷油器减量RIDQ变得比保护减量GDQ大了“10％”以上时，吹扫阀24被闭阀而阻断吹扫。
之后，在(a)中的进气量Ga成为固定、(b)中的吹扫空燃比PAF变为稀的状态下，在时刻t6，当(a)中的进气量Ga开始增加时，(c)中的要求泵转速RNP和泵转速NP开始增加，(d)中的吹扫流量PQ开始增加。之后，在时刻t7，当(a)中的进气量Ga达到峰值而开始减少时，(c)中的要求泵转速RNP和泵转速NP增加到峰值而开始减少，(d)中的吹扫流量PQ也达到峰值而开始减少，(e)中的要求喷油器减量RIDQ开始增加。
之后，在时刻t7～时刻t8的期间内，(e)中的要求喷油器减量RIDQ与保护减量GDQ之差小于“10％”，因此(f)中的吹扫控制不会从“开启”变为“关闭”。即，如果要求喷油器减量RIDQ没有变得比保护减量GDQ大了“10％”以上，则吹扫阀24仍保持开阀的状态，不会阻断吹扫。
根据以上说明的本实施方式的发动机系统，能够获得与第一实施方式同等的作用和效果。
<第三实施方式>
接着，参照附图详细地说明将发动机系统具体化的第三实施方式。在本实施方式中，与第一实施方式的不同点在于吹扫控制的内容。
[关于第二吹扫控制]
对第二吹扫控制进行说明。在图9中以流程图的形式示出第二吹扫控制的内容。图9所示的流程图执行步骤180的处理，而取代图2的流程图的步骤170的处理。
当处理转移到本例程时，ECU 50执行步骤100～步骤160的处理，当步骤160的判断结果为肯定时，将处理转移到步骤180。
然后，在步骤180中，ECU 50使吹扫泵25反向旋转以使吹扫流量减少，并暂时结束之后的处理。通过像这样使吹扫泵25反向旋转，根据涡轮式的泵的特性，蒸气在吹扫通路23中朝向进气通路3流动而不会反向流动。而且，由于吹扫泵25进行反向旋转，因此在相同的转速下，相比于正向旋转的情况而使蒸气以较低流量流动。
根据上述的第二吹扫控制，与第一实施方式不同，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且要求泵转速RNP为下限泵转速NPMN以下的情况下，或者在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且喷油器减量IDQ为保护减量GDQ以上的情况下，ECU 50使吹扫泵25反向旋转以使蒸气的吹扫流量减少。
根据上述的第二吹扫控制，与第一实施方式不同，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，ECU 50控制喷油器8以使向发动机1供给的燃料在到规定的限制值(保护减量GDQ)为止的范围内减少，并且在如果只是减少燃料则减少量不足时，使吹扫泵25进行反向旋转。
根据以上说明的本实施方式的发动机系统，与第一实施方式中的图2的步骤170的处理的作用和效果不同，能够获得下面那样的作用和效果。即，在本实施方式中，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且要求泵转速RNP为下限泵转速NPMN以下的情况下，或者在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX且喷油器减量IDQ为保护减量GDQ以上的情况下，通过使吹扫泵25进行反向旋转来使蒸气的吹扫流量迅速且精密地减少。因此，能够通过吹扫泵25来使向发动机1供给的蒸气迅速且精密地减少，从而能够迅速且精密地抑制发动机1的空燃比失调。
另外，根据本实施方式，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，通过对喷油器8进行控制，来使向发动机1供给的燃料在到规定的保护减量GDQ为止的范围内减少。另外，在如果只是减少燃料则减少量不足时，通过使涡轮式的吹扫泵25进行反向旋转，来使向发动机1供给的蒸气迅速且精密地减少。因此，在实际的进气量Ga少于上限进气量GaMX的情况下，能够在如果只是利用喷油器8减少燃料则减少量不足时，通过吹扫泵25来迅速且精密地抑制向发动机1过量供给蒸气，从而能够抑制发动机1的空燃比失调。
<第四实施方式>
接着，参照附图详细地说明将发动机系统具体化的第四实施方式。
在本实施方式中，对与第三实施方式同等的结构要素标注相同的标记并省略说明，下面以不同点为中心进行说明。在本实施方式中，与第三实施方式的不同点在于吹扫控制的内容。
在此，在本实施方式的蒸发燃料处理装置30中，由于是在吹扫通路23设置有由切断阀形成的吹扫阀24和涡轮式的吹扫泵25的结构，因此无法通过吹扫阀24控制吹扫流量PQ，能够通过控制吹扫泵25的转速来控制吹扫流量PQ。而且，在发动机1的进气量Ga少的情况下，如果不使吹扫泵25进行动作则无法确保与进气量Ga相应的吹扫流量PQ，从而发动机1的空燃比的控制性有可能变差。另一方面，在蒸气浓度VPs浓的情况下，如果不将吹扫控制为低流量，则发动机1的空燃比的控制性有可能变差。如果吹扫泵25为低价的泵，则其最低泵转速一般比较高(例如10,000(rpm))，难以将吹扫控制为低流量。与此相对地，关于采用了涡轮式泵的吹扫泵25，通过进行反向旋转，由此即使是比较高的转速也能够确保低流量的吹扫。因此，在本实施方式中，在图9所示的第二吹扫控制中，执行下面那样的吹扫泵控制而取代步骤180的处理。
[关于吹扫泵控制]
对吹扫泵控制进行说明。在图10中以流程图的形式示出取代图9的步骤180的吹扫泵控制的内容。
当处理从图9的步骤160转移到图10的步骤300时，在步骤300中，ECU 50判断是否为确定蒸气浓度VPs之前、或者蒸气浓度VPs是否小于规定值。在此，ECU 50能够基于蒸气浓度传感器47的检测值来求出蒸气浓度VPs。在其判断结果为肯定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤310，在其判断结果为否定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤330。
在步骤310中，ECU 50使吹扫泵25反向旋转以使吹扫成为低流量。即，在蒸气浓度VPs浓的情况下，使吹扫泵25进行反向旋转以确保低流量的吹扫。
接着，在步骤320中，ECU 50根据蒸气浓度VPs而决定要求泵转速RNP。例如，ECU 50能够通过参照如图11所示那样预先设定的第一要求泵转速对应表来求出与蒸气浓度VPs相应的要求泵转速RNP。在该对应表中，随着蒸气浓度VPs按“0、1、2”的区间增加，而要求泵转速RNP按“10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)”的区间增加。
另一方面，在步骤330中，ECU 50使吹扫泵25正向旋转以确保吹扫流量PQ。
接着，在步骤340中，ECU 50根据蒸气浓度VPs而决定要求泵转速RNP。例如，ECU 50能够通过参照如图12所示那样预先设定的第二要求泵转速对应表来求出与蒸气浓度VPs相应的要求泵转速RNP。在该对应表中，随着蒸气浓度VPs按“2、3、5、10”的区间增加，而要求泵转速RNP按“10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)、40,000(rpm)”的区间增加。
然后，从步骤320或步骤340转移到步骤350，在步骤350中，判断吹扫泵25是否进行了反向旋转。在其判断结果为肯定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤360，在其判断结果为否定的情况下，ECU 50将处理转移到步骤370。
在步骤360中，ECU 50根据实际的泵转速NP而决定泵流量POQ。例如，ECU 50能够通过参照如图13所示那样预先设定的第一泵流量对应表来求出与实际的泵转速NP相应的泵流量POQ。在该对应表中，随着泵转速NP按“10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)”的区间增加，而泵流量POQ按“1(L/min)、3(L/min)、5(L/min)”的区间增加。之后，ECU 50暂时结束处理。
另一方面，在步骤370中，ECU 50根据实际的泵转速NP而决定泵流量POQ。例如，ECU50能够通过参照如图14所示那样预先设定的第二泵流量对应表来求出与实际的泵转速NP相应的泵流量POQ。在该对应表中，随着泵转速NP按“10,000(rpm)、20,000(rpm)、30,000(rpm)、40,000(rpm)”的区间增加，而泵流量POQ按“10(L/min)、20(L/min)、30(L/min)、40(L/min)”的区间增加。之后，ECU 50暂时结束处理。
在此，在图15中以时序图的形式示出上述的吹扫泵控制下的各种参数的变化的一例。在图15中，(a)表示发动机转速NE的变化，(b)表示吹扫阀24的打开和关闭，(c)表示吹扫空燃比PAF的变化，(d)表示蒸气浓度VPs的变化，(e)表示泵旋转方向的变化，(f)表示要求泵转速RNP的变化，(g)表示实际的泵转速NP的变化，(h)表示估计泵流量的变化。
在图15中，在(b)中的吹扫阀24关闭且(e)中的泵旋转方向为正向旋转时，当在时刻t1时(a)中的发动机转速NE开始急剧增加后减少时，在时刻t2，(b)中的吹扫阀24打开，(e)中的泵旋转方向变为反向旋转，(f)中的要求泵转速RNP被决定为规定值，(g)中的实际的泵转速NP开始增加，(h)中的估计泵流量开始增加。
之后，在(b)中的吹扫阀24打开、且吹扫泵25进行反向旋转的状态中，当在时刻t3时(c)中的吹扫空燃比PAF增加、(d)中的蒸气浓度VPs增加时，(f)中的要求泵转速RNP、(g)中的实际的泵转速NP、(h)中的估计泵流量开始缓慢增加。
之后，在时刻t4，当(c)中的吹扫空燃比PAF达到规定值PAF1时，(e)中的泵旋转方向从“反向旋转”切换为“正向旋转”，当(f)中的要求泵转速RNP急剧减少时，在时刻t4～时刻t5的期间内，(g)中的实际的泵转速NP和(h)中的估计泵流量暂时减少。
因而，在本实施方式中，在使吹扫泵25的旋转方向为反向旋转时，如图15的时刻t3～时刻t4的期间所示那样，与(f)中的要求泵转速RNP的缓慢的(微小的)变化相应地，能够使(g)中的实际的泵转速NP缓慢(微小)地变化，能够使(h)中的估计泵流量缓慢地(以低流量)变化。
根据以上说明的本实施方式的发动机系统，除了第三实施方式的作用和效果以外，还能够获得如下面那样的作用和效果。即，在本实施方式中，在蒸气浓度VPs变浓的情况下，通过使吹扫泵25反向旋转来将吹扫调节为低流量。因此，能够提高吹扫的低流量下的控制性，从而能够提高发动机1的空燃比的控制性。
此外，本公开技术不限定于所述各实施方式，也能够在不脱离公开技术的宗旨的范围内适当地变更结构的一部分来进行实施。
(1)在所述各实施方式中，设置有直接检测蒸气浓度VPs的蒸气浓度传感器47来作为蒸发燃料浓度检测单元。与此相对地，也能够构成为设置进气压传感器、空气流量计以及ECU来作为蒸发燃料浓度检测单元，来间接地检测蒸气浓度。即，ECU计算在不向进气通路吹扫蒸气时由空气流量计检测出的进气量与在向进气通路吹扫蒸气时由空气流量计检测出的进气量之间的进气量变化，基于吹扫阀开阀时的开度和此时由进气压传感器检测出的进气压力来计算蒸气的估计吹扫流量。而且，ECU基于这些进气量变化和估计吹扫流量来计算蒸气的密度差，基于该密度差计算蒸气浓度。
(2)在所述各实施方式中，通过能够仅在开阀(全开)与闭阀(全闭)这两个位置之间进行动作的开闭阀来构成吹扫阀24，但是能够通过开度可变的电动阀来构成吹扫阀。
(3)在所述各实施方式中，将本发明具体化为不具备增压器的发动机系统，但是也能够具体化为具备增压器的发动机系统。在该情况下，能够将吹扫通路的出口连接于进气通路的比增压器的压缩机靠上游的部分。
产业上的可利用性
本公开技术能够应用于搭载于混合动力车的发动机系统。

Claims (4)

1.一种发动机系统，搭载于串联式的混合动力车中，该发动机系统构成为具备：
发动机；
进气通路，其用于向所述发动机导入进气；
燃料供给单元，其用于向所述发动机供给燃料；
燃料箱，其用于贮存向所述发动机供给的所述燃料；
蒸发燃料处理装置，其将在所述燃料箱中产生的蒸发燃料暂时捕集到吸附罐，将所述蒸发燃料经由设置有吹扫阀和涡轮式的吹扫泵的吹扫通路向所述进气通路吹扫并进行处理；
蒸发燃料浓度检测单元，其用于检测向所述进气通路吹扫的所述蒸发燃料的浓度；
进气量检测单元，其用于检测流过所述进气通路的进气量；以及
控制单元，其用于控制所述燃料供给单元、所述吹扫阀以及所述吹扫泵，
其中，在所述发动机运转时，所述控制单元控制所述燃料供给单元以调节向所述发动机供给的所述燃料，将所述吹扫阀开阀并且基于检测出的所述进气量和检测出的所述蒸发燃料的浓度计算要求泵转速并基于计算出的所述要求泵转速来控制所述吹扫泵，以调节向所述进气通路吹扫的所述蒸发燃料，
所述发动机系统的特征在于，
在所述发动机稳定运转时，在所述进气量多于规定的上限进气量的情况下，所述控制单元将检测出的所述进气量的上限限制为所述上限进气量，并基于所述上限进气量和所述蒸发燃料的浓度来计算所述要求泵转速。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，
在所述进气量少于所述上限进气量的情况下，所述控制单元控制所述燃料供给单元以减少向所述发动机供给的所述燃料，并且根据需要来控制所述吹扫阀和所述吹扫泵中的至少一方以减少向所述发动机供给的所述蒸发燃料。
3.根据权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，
在所述进气量少于所述上限进气量的情况下，所述控制单元控制所述燃料供给单元以使向所述发动机供给的所述燃料在到规定的限制值为止的范围内减少，并且在如果只是减少所述燃料则减少量不足时，所述控制单元将所述吹扫阀闭阀以切断所述蒸发燃料的吹扫。
4.根据权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，
在所述进气量少于所述上限进气量的情况下，所述控制单元控制所述燃料供给单元以使向所述发动机供给的所述燃料在到规定的限制值为止的范围内减少，并且在如果只是减少所述燃料则减少量不足时，所述控制单元使所述吹扫泵反向旋转。
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