CN116018454A - 用于运行内燃机的油箱排气系统的方法和控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定内燃机(100)的燃料雾化阻滞系统(6)中的燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的负载的方法，其中，所述燃料雾化阻滞系统(6)至少具有：‑用于存储燃料(KST)的燃料储备容器(5)，‑连接管线(63)，所述连接管线将所述燃料储备容器(5)与所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)耦合，‑再生管线(65)，所述再生管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与所述内燃机(100)的进气道(1)耦合，并且在所述再生管线中布置有能够电操控的流量控制阀(66)，‑通风管线(68)，所述通风管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与大气耦合，‑布置在所述再生管线(65)中的、能够电操控的冲扫空气泵(67)，从而使得能够将冲扫空气导向通过燃料蒸汽阻滞过滤器(61)并且供应给所述进气道(1)，用以再生所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)。

Description

用于运行内燃机的油箱排气系统的方法和控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于运行内燃机的油箱排气系统的方法和控制设备。

背景技术

为了限制有害物质排放，利用内燃机驱动的现代机动车装备有燃料雾化阻滞系统，所述燃料雾化阻滞系统大多被称为油箱排气设备。这样的设备的目的在于：容纳和临时存储在燃料箱中通过雾化形成的燃料蒸汽，从而使得燃料蒸汽能够不泄漏到环境中。作为用于燃料蒸汽的存储器，在燃料雾化阻滞系统中设置有燃料蒸汽阻滞过滤器，该燃料蒸汽阻滞过滤器例如将活性炭用作存储介质。燃料蒸汽阻滞过滤器仅具有用于燃料蒸汽的有限的存储容量。为了能够在长的时间段内使用燃料蒸汽阻滞过滤器，需要再生该燃料蒸汽阻滞过滤器。为此，在燃料蒸汽阻滞过滤器与内燃机的吸气管之间的管线中布置能够控制的油箱排气阀，为了执行再生而打开该油箱排气阀，从而使得一方面，在燃料蒸汽阻滞过滤器中吸附的燃料蒸汽由于吸气管中的负压而泄漏到该吸气管中，并且因此被供应给内燃机的吸入空气并因此供应给燃烧，并且另一方面，恢复燃料蒸汽阻滞过滤器对于燃料蒸汽的容纳能力。

因此，只有当在吸气管中相对于油箱排气设备存在负压时，燃料蒸汽阻滞过滤器的再生过程才是可能的。

具有混合驱动器和启/停功能的新的车辆概念是一种遵守立法者所要求的排放值并降低燃料消耗的手段。但是，这同时导致用于使燃料蒸汽阻滞过滤器再生的冲扫速率的明显的减小，因为能够进行冲扫的有效时间由于内燃机的暂时切断而减少。

此外，通过取消节气门和借助进气阀(VVT、可变的阀传动装置)控制流入的空气质量和/或废气涡轮增压而引起的、内燃机的消除节流(Entdrosselung)导致：在吸气管中不再足够地存在冲扫燃料蒸汽阻滞过滤器所需要的负压。

在DE 10 2010 054 668 A1中描述一种内燃机，该内燃机具有：燃料箱；用于存储泄漏给燃料箱的燃料蒸汽的燃料蒸汽存储器；在燃料蒸汽存储器与内燃机的空气进气道之间的连接管线，以便在再生阶段期间将燃料蒸汽从燃料蒸汽存储器导向到空气进气道中；布置在连接管线中的阀；用于燃料蒸汽存储器的通风管线；和布置在通风管线中的、用于控制燃料蒸汽存储器的通风的阀单元。在用于燃料蒸汽存储器的通风管线中布置有冲扫空气泵，该冲扫空气泵集成到用于控制燃料蒸汽存储器的通风的阀单元中。通过这种方式，即使当空气进气道不提供负压或者说仅提供小的负压时，也实现燃料蒸汽存储器的特别有效的冲扫或者说再生。

在油箱排气过程期间，在进气阀打开的情况下，附加的燃料份额从燃料蒸汽阻滞过滤器到达内燃机的燃烧室中。为了确保内燃机的按规定的运行并且为了遵守废气极限值，在由马达控制装置针对内燃机的目前的运行点计算出的、总体上待供应的燃料量中必须考虑该燃料份额。因此，为了调节冲扫流和喷射修正，需要尽可能准确地知道蒸汽形式的燃料份额(来自燃料蒸汽阻滞过滤器的HC/空气混合物)、即燃料蒸汽阻滞过滤器的负载程度。

在常规的系统中，通过分析处理在缓慢打开油箱排气阀时在进气道中布置在废气催化器的上游的λ探针的信号偏差来求取该负载程度。由于λ探针信号的偏差还归因于别的原因，例如由于载荷变换，因此在基于该信号偏差求取负载程度时可能出现错误的结果。其结果是错误的喷射量计算，这可能导致提高的废气排放、提高的燃料消耗和较差的机动性。此外，在相对长的学习阶段期间，只能够再生非常少的HC气体。

EP 2 627 889 B1描述一种用于运行内燃机的油箱排气系统的方法和设备。该油箱排气系统具有吸收容器、再生通道和电驱动的泵。吸收容器用于收集并暂时存储从燃料箱中逸出的燃料蒸汽，其中，冲扫空气流能够穿流该吸收容器。再生通道将吸收容器与吸入通道相连接。泵布置在再生通道中，并且构造用于将冲扫空气从吸收容器中吸走，并且与吸入通道中的吸入空气混合。求取在再生通道中流动的冲扫空气的密度。另外，根据冲扫空气的密度和泵的预给定的泵特征来求取在再生通道中流动的冲扫空气质量流。

在DE 196 50 517 A1中描述一种用于直喷式内燃机的油箱排气的方法和设备。借助用于燃料蒸汽的吸附容器与内燃机的吸入通道之间的再生管线中的增压泵，能够实现：与吸入通道中刚好存在的低压无关地，在内燃机的如下所有运行范围中执行这样的冲扫：在所述运行范围中，对吸附容器的冲扫是可能的。

US 2014/0 245 997 A1示出一种用于内燃机的油箱排气系统，该油箱排气系统具有压力辅助的对燃料蒸汽的冲扫。为了即使在内燃机的、在吸气管中不存在或者只存在小的负压的运行点的情况下提高压力，提出，结合一个或者多个文丘里喷嘴使用冲扫泵。由此能够提高压力并且能够冲扫罐子。

在DE 10 2017 201 530 A1中描述一种用于内燃机的油箱排气系统和一种用于再生吸附存储器的方法。该油箱排气系统具有下述内容：油箱，该油箱经由油箱排气装置与用于临时存储来自油箱排气流的燃料的吸附存储器连接；冲扫空气泵，该冲扫空气泵用于将来自吸附存储器的再生的燃料经由冲扫空气流供应到用于内燃机的吸入空气流中，其中，设置有控制装置，该控制装置构造用于这样操控冲扫空气泵，使得冲扫空气流在其压力、其质量和/或其体积方面能够被调设，从而使得根据内燃机的运行状态来配量经由冲扫空气流到吸入空气流中的再生的燃料。此外，公开一种用于在使用所描述的油箱排气系统的情况下再生吸附存储器的方法。

DE 11 2017 001 080 T5示出一种蒸发燃料处理装置，该蒸发燃料处理装置装配在车辆处。该处理装置具有如下内容：容器，该容器用于吸附在燃料箱中蒸发的燃料；冲扫通路，该冲扫通路连接在容器与发动机的吸气路径之间，从容器中发射出的冲扫气体通过该冲扫通道到达吸气路径；泵，该泵构造用于从容器向吸气路径发射出冲扫气体；控制阀，该控制阀布置在冲扫通路上，并且构造用于在连接状态与切断状态之间进行切换，其中，所述连接状态是容器和吸气路径通过冲扫通路相连接的状态，所述切断状态是容器和吸气路径在冲扫通路上分开的状态；分支通路，该分支通路在该分支通路的上游端部处从冲扫通路分支出，并在该分支通路的下游端部处进入到冲扫通路中，其中，该分支通路的下游端部处在与该分支通路的上游端部不同的位置处；压力指定单元，该压力指定单元具有布置在分支通路上的小直径区域，冲扫气体在分支通路中穿过该小直径区域，该压力指定单元构造用于指定在小直径区域的上游侧与下游侧之间穿过该小直径区域的冲扫气体的压力区别；空燃比传感器，该空燃比传感器布置在发动机的废气通道处；和估计单元，该估计单元构造用于在使用冲扫气体中的蒸发燃料浓度和由压力指定单元指定的压力差的情况下估计从泵中发射出的冲扫气体的第一流动速率，所述蒸发燃料浓度是在使用由空燃比传感器检测的空燃比的情况下估计出的。

发明内容

本公开内容基于如下任务：说明一种方法和一种控制设备，借助该方法或者说借助该控制设备能够通过简单的方式精确地求取内燃机的燃料雾化阻滞系统中的燃料蒸汽阻滞过滤器的负载。

该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利构型是从属权利要求的主题。

本公开内容的突出之处在于用于确定内燃机的燃料雾化阻滞系统中的燃料蒸汽阻滞过滤器的负载的方法和对应的控制设备。该燃料雾化阻滞系统至少具有：用于存储燃料的燃料储备容器；连接管线，该连接管线将燃料储备容器与燃料蒸汽阻滞过滤器耦合；再生管线，该再生管线将燃料蒸汽阻滞过滤器与内燃机的进气道耦合，并且在该再生管线中布置有能够电操控的流量控制阀；通风管线，该通风管线将燃料蒸汽阻滞过滤器与大气耦合；布置在再生管线中的、能够电操控的冲扫空气泵，从而使得能够将冲扫空气导向通过燃料蒸汽阻滞过滤器并且供应给内燃机的进气道，用以再生燃料蒸汽阻滞过滤器，其中，在流量控制阀关闭的情况下，接通冲扫空气泵，并且在达到输送冲扫空气的冲扫空气泵的泵轮的恒定的转速的情况下，检测在冲扫空气泵的上游的再生管线中的压力的值和在冲扫空气泵的下游的再生管线中的压力的值，并且由这些压力值求取用于在冲扫空气泵处的压力差的值。然后，给该压力差配属用于燃料蒸汽阻滞过滤器的负载程度的值。根据本公开内容，在内燃机的一个或者多个预确定的时间段期间和/或一个或者多个预确定的运行阶段期间执行该方法，并且在内燃机的喷射计算时，考虑燃料蒸汽阻滞过滤器的相应求取的负载程度。

本公开内容从下述认识出发：在冲扫空气泵的预给定的转速的情况下，由冲扫空气泵产生的压力与待输送的介质的密度、即与来自燃料蒸汽阻滞过滤器的HC/空气混合物的密度有关。

根据负载程度并且因此根据冲扫流的成分得到冲扫流的不同的密度。由于空气和碳氢化合物(HC)的密度明显不同，因此，能够通过检测和分析处理冲扫空气泵的上游和下游的压力值通过简单的方式推断出碳氢化合物浓度(HC浓度)、即燃料蒸汽阻滞过滤器的负载程度。

如果在实际的冲扫阶段前、即在燃料蒸汽阻滞过滤器再生前并且在流量控制阀关闭的情况下执行所描述的负载求取，那么能够明显更快地并且以更精确的喷射修正基于所供应的、蒸汽形式的、来自燃料蒸汽阻滞过滤器的燃料实现流量控制阀的第一次打开。由此，能够在较低的λ漂移的情况下实现冲扫速率的提高，并且也能够使机动性问题最小化。

根据本公开内容，在内燃机的预确定的时间段和/或运行阶段期间执行该方法。由此能够预定义如下时间段：所述时间段预期提供特别有说服力的测量结果。由此能够总体上更精确地执行对燃料蒸汽阻滞过滤器的负载程度的求取。

根据一种实施方案，所述时间段中的至少一个时间段是燃料储备容器的升温阶段。根据一种实施方式，这样的升温阶段是白天的一个时间段，在该时间段期间，燃料储备容器由于环境的温度升高而升温。温度升高/升温能够借助温度传感器来探测，进而执行该方法。在此，根据一种实施方式，能够运行该内燃机，或者根据另一种实施方式，能够不运行该内燃机。在燃料储备容器的温度升高期间，燃料释放气体。这些气体在燃料蒸汽阻滞过滤器中聚集，并且因此能够提高负载程度，只要还能够吸收气体/蒸汽。因此，能够特别精确地执行对在这样的升温阶段期间或者在这样的升温阶段后的负载程度的求取。

根据一种实施方式，所述时间段中的至少一个时间段是燃料储备容器的冷却阶段。根据一种实施方式，这样的冷却阶段是夜晚的一个时间段，在该时间段期间，燃料储备容器由于环境的温度降低而冷却。温度降低/冷却能够借助温度传感器来探测，进而执行该方法。在此，根据一种实施方式，能够运行该内燃机，或者根据另一种实施方式，能够不运行该内燃机。在冷却阶段期间，新鲜空气能够流动通过燃料蒸汽阻滞过滤器，由此能够影响负载程度。因此，有意义的是，在冷却阶段期间或者在冷却阶段后根据该实施方式确定负载程度。

根据一种实施方式，所述时间段中的至少一个时间段是燃料储备容器的具有恒定温度的时间段。这样的恒定温度例如在内燃机运行期间出现。具有恒定温度的时间段能够借助温度传感器来探测，进而能够启动该方法。在燃料储备容器的恒定温度的情况下，负载程度不受燃料的附加的释放气体或者说流入的新鲜空气所影响，从而使得能够有利地精确地执行对负载程度的求取。

根据一种实施方式，在内燃机的多个时间段和/或运行阶段期间执行该方法，并且在求取燃料蒸汽阻滞过滤器的当前的负载程度时，考虑由此相应求取的负载程度。根据一种实施方式，示例性地，首先在升温阶段期间或者紧随在升温阶段后执行该方法，然后在冷却阶段期间或者紧随在冷却阶段后执行该方法。然后，根据该实施方式，使用由此相应求取的负载程度来求取当前的负载程度。根据另一种实施方式，能够附加地有利地精确地求取当前的负载程度。根据另一种实施方式，能够在内燃机的另外的运行阶段期间或者在内燃机的另外的运行阶段后执行该方法，所述另外的运行阶段例如是内燃机的运行或者内燃机的不运行。负载程度的附加的值提高燃料蒸汽阻滞过滤器的当前的负载的精度，由此能够有利地准确地执行喷射计算。

当压力差与负载程度之间的关联保存在控制和/或调节内燃机的控制设备的存储器内的特性曲线族中时，特别简单地求取HC浓度、即负载程度，其中，在试验台上求取所述关联。

由于为了求取负载程度，作为硬件部件仅需要两个在市场上常见的压力传感器或者根据另一种实施方式仅需要一个单个的压差传感器，因此，总体上得到特别简单的且成本有利的解决方案，该解决方案提供了可靠且准确的结果。

附图说明

在附图中示出并且根据下面的描述中更详细地阐述本发明的实施例。附图示出：

图1具有油箱排气装置的内燃机的简化示意图，

图2用于在冲扫空气泵处的压力差与随着时间的推移在HC浓度连续减小的情况下测量的HC浓度之间的关联的图表，

图3用于在冲扫空气泵处的压力差与HC浓度之间的关联的图表，

图4具有根据第一实施方式的燃料蒸汽阻滞过滤器的燃料雾化阻滞系统的示意图，

图5根据第一实施方式的燃料蒸汽阻滞过滤器的负载百分比的示意图。

具体实施方式

附图以粗略的示意图示出内燃机，该内燃机具有燃料雾化阻滞系统、呈废气涡轮增压器形式的增压装置和控制设备。为了清楚起见，在此只画出理解本发明所需要的部件。尤其是，仅示出内燃机的一个气缸。

内燃机100包括进气道1、发动机缸体2、气缸盖3和排气道4。

在所吸入的空气的流动方向上从吸入开口10出发，进气道1依次优选包括环境空气压力传感器16、空气过滤器11、吸入空气温度传感器12、作为负载传感器的空气质量测量计13、废气涡轮增压器的压缩机14、增压空气冷却器15、节气门17、压力传感器18和吸气管19，该吸气管经由到发动机缸体2中的进入通道被引向气缸Z1。节气门17优选是电动马达式操控的节流机构(电子节气门(E—Gas))，该节流机构的开口横截面除了能够通过驾驶员(驾驶员期望)来操纵之外，还能够根据内燃机100的运行范围通过电子控制设备8的信号来调设。同时，为了监控和检查节气门17的位态，向控制设备8发送信号。

发动机缸体2包括曲柄轴21，该曲柄轴经由连杆22与气缸Z1的活塞23耦合。由于燃烧而产生的驱动能量经由曲柄轴21传递给机动车(未示出)的驱动系。活塞23和气缸Z1限界燃烧室24。

气缸盖3包括阀传动装置，该阀传动装置具有至少一个进气阀31、至少一个出气阀32和未详细示出的用于这些阀的驱动设备。这尤其是所谓的可变的阀传动装置，在可变的阀传动装置的情况下，对至少一个进气阀31和/或至少一个出气阀32的操纵在很大程度上或者甚至完全与曲柄轴21的运动脱耦。此外，气缸盖3包括燃料喷射阀(喷射器)33和火花塞34。

排气道4从燃烧室24引出，在该排气道的进一步走向中布置有废气涡轮增压器的涡轮机41、呈λ探针形式的废气传感器42和废气催化器43，所述涡轮机经由未详细标示的轴与压缩机14连接。废气催化器43能够实施为三元催化器和/或NOx存储催化器。NOx存储催化器用于，能够在燃烧不足的运行范围中遵守所要求的废气极限值。该NOx存储催化器基于其涂层吸附废气中的、在燃烧不足的情况下产生的NOx化合物。另外，能够在排气道4中设置有颗粒过滤器，该颗粒过滤器也能够集成到废气催化器43中。

为了清楚起见，未示出绕过废气涡轮增压器的压缩机14的、具有推进循环空气阀的旁路和绕过废气涡轮增压器的涡轮机的、具有废气门阀的旁路。

内燃机100配属有燃料供给装置(仅部分示出)，该燃料供给装置为燃料喷射阀33供给燃料KST。燃料KST在此以已知的方式从燃料储备容器5中由电动燃料泵51(内置式燃料泵(Intank-Pumpe)、低压燃料泵)在小的压力(典型地<5巴)的情况下输送，并且随后经由包含燃料过滤器的低压燃料管线传导至高压燃料泵的输入端，所述电动燃料泵通常布置在燃料储备容器5内并且具有预过滤器。该高压燃料泵要么机械地通过与内燃机100的曲轴21的耦合被驱动，要么被电驱动。该高压燃料泵将在利用汽油燃料运行的内燃机100中的燃料压力提高到典型为200-300巴的值上，并且将燃料KST经由高压燃料管线泵送到高压燃料存储器(共轨)中，在该高压燃料存储器处附接有用于燃料喷射阀33的供应管线，并且该高压燃料存储器因此给燃料喷射阀33供给压力加载的燃料，从而使得能够将燃料喷射到燃烧室24中。

高压燃料存储器中的压力通过压力传感器来检测。根据该压力传感器的信号，借助压力调节器将高压燃料存储器中的压力要么调设为恒定的值、要么调设为可变值。多余的燃料要么导回到燃料储备容器5中、要么导回到高压燃料泵的输入管线处。

此外，内燃机100配属有燃料雾化阻滞系统6，该燃料雾化阻滞系统在下文中简化地称为油箱排气设备。燃料蒸汽阻滞过滤器61属于油箱排气设备6，所述燃料蒸汽阻滞过滤器例如包含活性炭62并且经由连接管线63与燃料储备容器5连接。因此，在燃料储备容器5中形成的燃料蒸汽、尤其是挥发性的碳氢化合物被传导到燃料蒸汽阻滞过滤器61中，并且在那里被活性炭62吸附。在燃料储备容器5与燃料蒸汽阻滞过滤器61之间的连接管线63中插入电磁式截止阀64，能够借助控制设备8的信号来操纵该电磁式截止阀。该截止阀64也被称为翻车安全阀(Roll Over-Ventil)，该翻车安全阀在机动车的极端的倾斜姿态的情况下或者在机动车的倾翻的情况下自动关闭，从而使得液态的燃料KST不能够从燃料储备容器5逸出到环境中和/或不能够进入到燃料蒸汽阻滞过滤器61中。

燃料蒸汽阻滞过滤器61经由再生管线65与进气道1在空气过滤器11的下游和压缩机14的上游的部位处连接。为了调设再生管线65中的气流，设置有流量控制阀66，该流量控制阀能够借助电子控制设备8的信号来操控，该流量控制阀大多被称为油箱排气阀。操控信号尤其是脉宽调制信号(PWM信号)。

为了即使在进气管消除节流的情况下或者说在内燃机100的增压运行中也能够对燃料蒸汽阻滞过滤器61进行冲扫并且因此使所述燃料蒸汽阻滞过滤器再生，在再生管线65中布置有电驱动的冲扫空气泵67。

另外，在燃料蒸汽阻滞过滤器61处设置有通风管线68，该通风管线经由空气过滤器69与环境连接。在通风管线68中布置有能够借助电子控制设备8的信号来操控的通风阀70。

冲扫空气泵67，也被称为有源冲扫空气泵(英语：aktive purge pump，被称为APP)，优选实施为电驱动的回转泵或者说径向泵，并且能够在其转速方面被调节。

在冲扫空气泵67的上游，在再生管线65中设置有压力传感器71，该压力传感器提供对应于冲扫空气泵67的输入端处的压力的值p_up。压力传感器71也能够与温度传感器集成为一个构件，从而使得通过分析处理这些信号也能够求取冲扫气体的密度并且因此能够求取导入到进气道1中的、蒸汽形式的燃料质量。

在冲扫空气泵67的下游，在再生管线65中设置有压力传感器72，该压力传感器提供对应于冲扫空气泵67的输出端处的压力的值p_down。

替代两个单独的压力传感器71、72地，也能够使用压差传感器73，如在图1中以虚线图所示出的那样，并且该压差传感器提供对应于压力差ΔAPP＝p_down—p_up的信号。

电子控制设备8配属有不同的传感器，所述传感器检测测量参量并且求取所述测量参量的测量值。除了测量参量以外，运行参量还包括从所述测量参量推导出的参量。控制设备8根据运行参量中的至少一个运行参量通过产生用于调整驱动器的调整信号来操控调整元件，所述调整元件配属于内燃机100，并且所述调整元件分别配属有对应的调整驱动器。

传感器例如是在压缩机14的上游检测空气质量流的空气质量测量计13、检测吸入空气温度的温度传感器12、提供信号AMP的环境空气压力传感器16、压力传感器71、72、73、检测内燃机100的冷却剂的温度的温度传感器26、在节气门17的下游检测吸气管压力的压力传感器18、废气传感器42，该废气传感器检测废气的剩余氧含量并且该废气传感器的测量信号表征在空气/燃料混合物燃烧时气缸Z1中的空气/燃料比。另外的传感器(所述另外的传感器为了控制和/或调节内燃机100和该内燃机的辅助机组而是必需的)的信号在图1中通常以附图标记ES标示。

视构型方案而定地，能够存在所提到的传感器的任意子集或者也能够存在附加的传感器。

借助调整信号来操控控制设备8的调整元件例如是节流阀17、燃料喷射阀33、火花塞34、流量控制阀66、截止阀64、通风阀70和冲扫空气泵67。

用于内燃机100和该内燃机的辅助机组的另外的调整元件的调整信号在附图中通常以附图标记AS标示。

除了气缸Z1以外也还设置有另外的气缸Z2至Z4，所述另外的气缸也配属有对应的调整元件。

电子控制设备8也能够被称为发动机控制器。这样的控制设备8(其一般包含一个或者多个微处理器)本身是已知的，从而使得在下文中只讨论在本发明的背景下相关的构造和该构造的作用原理。

控制设备8优选包括计算单元(处理器)81，该计算单元与程序存储器82和值存储器(数据存储器)83耦合。在程序存储器82和值存储器83中存储有程序或者说值，所述程序或者说所述值对于内燃机100的运行而言是必需的。此外，在程序存储器82中以软件方式实施用于在油箱排气时间段期间控制内燃机100的函数FKT_TEV，该函数尤其用于求取和调设用于冲扫流(Spülfluss)的额定值并且用于确定燃料蒸汽阻滞过滤器61的负载程度。为此，在控制设备8中设置有控制电子装置，该控制电子装置用于操控冲扫空气泵67并且用于分析处理由冲扫空气泵67构建的压力差ΔAPP，如在下文中详细阐述的那样。

借助冲扫空气泵67可能的是，针对内燃机100的所有运行点调设来自燃料蒸汽阻滞过滤器61的冲扫气体(HC/空气混合物)的期望的冲扫流(Spülstrom)。在冲扫气体中的高的HC份额的情况下，冲扫流必须小于在几乎空的燃料蒸汽阻滞过滤器61的情况下的冲扫流。在打开流量控制阀66的时间点，冲扫气体中的HC份额必须是以高精度公知的，因为在计算针对内燃机100的当前的运行点待喷射的燃料量时必须考虑该HC份额。

当冲扫空气泵67在流量控制阀66关闭的情况下运行时，在冲扫空气泵67上产生的压力差ΔAPP根据如下关系得到：

其中，

ρ作为冲扫气体的密度，

f作为冲扫空气泵的泵轮的转速，

r作为冲扫空气泵的泵轮的半径

通过所输送的介质、即冲扫空气泵67中的冲扫气体的离心力，在预给定的转速的情况下，产生的压力与冲扫气体的密度有关。碳氢化合物的密度不同于空气的密度。因此，例如在0℃的温度和环境压力的情况下，空气的密度大约是1.29kg/m³，并且纯丁烷的密度是2.48kg/m³。

如果转速f是恒定的，那么压力差ΔAPP与密度p成比例并且进而与冲扫气体中的HC含量成比例。

当流量控制阀66关闭时，无冲扫流流动，并且压力p_up对应于环境压力AMP。

因此，通过在流量控制阀66关闭的情况下和在冲扫空气泵67的预给定的转速的情况下通过对冲扫空气泵67的操控实现短暂的压力积聚(Druckaufbau)，能够从测量的压力差ΔAPP中推断出冲扫气体中的HC浓度。

如果在实际的冲扫阶段(打开的流量控制阀66)开始前执行该步骤，那么能够明显更快地且以更精确的喷射质量修正实现流量控制阀66的第一次打开。

在控制设备8的值存储器83中存储有特性曲线族KF，在该特性曲线族中，根据求取的压力差ΔAPP的值保存用于冲扫气体的HC浓度的相关值。该特性曲线族在试验台上根据实验求取。要么在控制装置8中由在冲扫空气泵67的上游或者说下游的各个压力值P_up和P_down通过对应的减法来求取用于压力差ΔAPP的值，要么直接输入由压差传感器73提供的值ΔAPP。

基于冲扫空气泵处的压力差确定HC浓度的原理，也在冲扫过程期间与用于流量控制阀的脉宽调制操控信号(PWM信号)组合地起作用。为此仅需要以与流量控制阀的PWM操控同步的充分的采样率执行对控制装置中的压力信号的分析处理。然后，利用适当的、本身公知的、下游的过滤装置得到用于压力差的值，该压力差与冲扫气体的HC浓度成比例。

图2中的图表示出了按照根据本发明的方法求取的压力差ΔAPP的时间曲线和在HC浓度连续减小的情况下出现的冲扫空气质量流m。附加地绘入有特性曲线HC_SENS，该特性曲线表明HC浓度的走向，该走向由仅为了验证所说明的方法的正确性和可用性而布置在冲扫空气泵67的上游的HC传感器提供。从中能够明确唯一地看出，上文描述的关联以非常高的精度给定；两个曲线走向ΔAPP和HC_SENS几乎是相同的。

在根据图3的图表中示出了压力差ΔAPP与借助根据本发明的方法求取的HC浓度之间的关联(曲线HC_KONZ)。在此也又附加地画出压力差ΔAPP与HC浓度HC_SENS之间的关联，上文提到的HC传感器提供该关联。两个曲线走向在测量精度的范围内是相同的。压力差ΔAPP直接与HC浓度成比例。

在此利用构造为回转泵的冲扫空气泵67以50％的占空比执行对压力差ΔAPP的测量或者说求取，该冲扫空气泵具有300001/min的预给定的转速和用于流量控制阀66的PWM操控信号。只需要在测量/求取期间使泵的转速保持恒定。

图4示出根据本发明的燃料雾化阻滞系统的一部分，该燃料雾化阻滞系统具有燃料蒸汽阻滞过滤器61、冲扫空气泵67和油箱排气阀66。燃料蒸汽阻滞过滤器61具有第一腔室74、第二腔室75和第三腔室76，所述第一腔室、第二腔室和第三腔室布置在通风管线68(左下方)与到燃料储备容器6的连接管线63(右上方)与到发动机(未示出)的进气道的再生管线65之间。在蒸发来自位于燃料储备容器6中的燃料(例如汽油)的HC时，该HC通过连接管线63流到燃料蒸汽阻滞过滤器61中，并且存储在三个腔室74、75、76的过滤材料中。

图5示出在燃料蒸汽阻滞过滤器61的总负载分别为75％、55％和10％的情况下燃料蒸汽阻滞过滤器61的每个腔室74、75、76的负载百分比的示意性负载图表9。

在此，曲线91示出在加载燃料蒸汽阻滞过滤器61期间在燃料蒸汽阻滞过滤器61中在空气侧(左侧)与油箱侧(右侧)之间的每个部位处的负载。如所看到的那样，负载从油箱侧出发在空气侧的方向上降低。在负载之后，每个腔室体74、75、76内的扩散导致贯穿腔室的均匀的负载，这借助虚线曲线911、912、913示出。因此，对应于曲线911的、在油箱侧处的大约为90％的HC份额(图5最右侧)对应于活性炭过滤器的为75％的总负载。

曲线92以相似的方式示出，当燃料蒸汽阻滞过滤器61的总负载等于55％时，(在负载期间)腔室74、75、76中的负载的走向。虚线曲线921、922、923示出在静止情况下的、腔室个体化的负载(在通过扩散均衡之后)。因此，根据曲线923，在油箱侧处的大约为60％的HC份额对应于燃料蒸汽阻滞过滤器61的为50％的总负载。

曲线93以相似的方式示出，当燃料蒸汽阻滞过滤器61的总负载等于10％时，(在负载期间)腔室74、75、76中的负载的走向。虚线曲线931、932示出在静止情况下的、腔室个体化的负载(在通过扩散均衡之后)。因此，根据曲线931，在油箱侧处的大约为20％的HC份额对应于燃料蒸汽阻滞过滤器61的为10％的总负载。

Claims (10)

1.用于确定内燃机(100)的燃料雾化阻滞系统(6)中的燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的负载的方法，其中，所述燃料雾化阻滞系统(6)至少具有：

-用于存储燃料(KST)的燃料储备容器(5)，

-连接管线(63)，所述连接管线将所述燃料储备容器(5)与所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)耦合，

-再生管线(65)，所述再生管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与所述内燃机(100)的进气道(1)耦合，并且在所述再生管线中布置有能够电操控的流量控制阀(66)，

-通风管线(68)，所述通风管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与大气耦合，

-布置在所述再生管线(65)中的、能够电操控的冲扫空气泵(67)，从而使得能够将冲扫空气导向通过燃料蒸汽阻滞过滤器(61)并且供应给所述进气道(1)，用以再生所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)，

其中，

-在流量控制阀(66)关闭的情况下，接通所述冲扫空气泵(67)，

-在达到输送所述冲扫空气的冲扫空气泵(67)的泵轮的恒定的转速的情况下，检测在所述冲扫空气泵(67)的上游的再生管线(65)中的压力(p_up)的值和在所述冲扫空气泵(67)的下游的再生管线(65)中的压力(p_down)的值，

-由所述压力值(p_up、p_down)求取用于在所述冲扫空气泵(67)处的压力差(ΔAPP)的值，

-给用于所述压力差(ΔAPP)的值配属用于所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的负载程度(HC_KONZ)的值，

其中，在所述内燃机(100)的一个或者多个预确定的时间段期间和/或一个或者多个预确定的运行阶段期间执行所述方法，并且在所述内燃机(100)的喷射计算时，考虑所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的相应求取的负载程度(HC_KONZ)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间段中的至少一个时间段是所述燃料储备容器(5)的升温阶段。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述时间段中的至少一个时间段是所述燃料储备容器(5)的冷却阶段。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述时间段中的至少一个时间段是所述燃料储备容器(5)的具有恒定温度的时间段。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述内燃机(100)的多个时间段和/或运行阶段期间执行所述方法，并且在求取所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的当前的负载程度(HC_KONZ)时，考虑由此相应求取的负载程度(HC_KONZ)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述配属借助保存在控制和/或调节所述内燃机(100)的控制设备(8)中的特性曲线族(KF)进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在试验台上求取保存在所述特性曲线族(KF)中的用于所述负载程度(HC_KONZ)的值。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由两个单独的压力传感器(71、72)提供所述压力值(p_up、p_down)，并且通过两个压力值(p_up、p_down)的减法获得用于所述压力差(ΔAPP)的值。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，通过压差传感器(73)获得用于所述压力差(ΔAPP)的值，所述压差传感器的流体连接在所述冲扫空气泵(67)的上游和下游汇入到所述再生管线(65)中。

10.用于确定内燃机(100)的燃料雾化阻滞系统(6)中的燃料蒸汽阻滞过滤器(61)的负载的控制设备(8)，其中，所述燃料雾化阻滞系统(6)至少具有：

-用于存储燃料(KST)的燃料储备容器(5)，

-连接管线(63)，所述连接管线将所述燃料储备容器(5)与所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)耦合，

-再生管线(65)，所述再生管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与所述内燃机(100)的进气道(1)耦合，并且在所述再生管线中布置有能够电操控的流量控制阀(66)，

-通风管线(68)，所述通风管线将所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)与大气耦合，

-布置在所述再生管线(65)中的、能够电操控的冲扫空气泵(67)，从而使得能够将冲扫空气导向通过燃料蒸汽阻滞过滤器(61)并且供应给所述内燃机(100)的进气道(1)，用以再生所述燃料蒸汽阻滞过滤器(61)，

-压力传感器组件(71、72；73)，所述压力传感器组件用于求取所述冲扫空气泵(67)的上游和下游的压力值(p_up、p_down、ΔAPP)，

其中，所述控制设备(8)构造用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

Images