CN1637267A - 用于内燃机的燃料供应设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

在燃料箱内部设有碳罐、关闭该碳罐的新鲜空气入口的切断阀和检测燃料蒸汽路径中压力的压力传感器，其中通过关闭净化控制阀和所述切断阀来关闭该燃料蒸汽路径，并且在燃料箱内部设有燃料供应控制单元，其控制该切断阀和净化控制阀，并基于压力传感器的检测结果来进行泄漏诊断。

Description

用于内燃机的燃料供应设备和控制方法
技术领域
本发明涉及一种向内燃机供应燃料的燃料供应设备和用于控制该燃料供应设备的方法。
背景技术
日本未审专利公开No.07-091330披露了一种燃料蒸汽净化系统，其将在燃料箱中生成的燃料蒸汽捕获在碳罐中，并将捕获在碳罐中的燃料蒸汽净化，通过净化控制阀所处的净化通道将其排入进气通道中。
此外，上述公开披露了一种用于诊断在上述燃料蒸汽净化系统中是否存在任何泄漏的方法。
在泄漏诊断时，在碳罐的新鲜空气入口处设有排放切断阀，且沿着净化通道在下游处净化控制阀之外的位置处连接空气泵的排放开口。
这里，由于通过空气泵供应给净化通道的空气处于这样的状态中，即，排放切断阀和净化控制阀关闭，因此包括净化通道、碳罐和燃料箱的诊断区域被加压。
接着，基于随着加压发生的诊断区域中压力的变化来诊断是否存在任何泄漏。
以这种方式，当在那里设置用于泄漏诊断的排放切断阀、空气泵、压力传感器等时，除了提供燃料蒸汽净化系统外，还存在这样的问题，即，在燃料供应设备中的控制系统部件和传感器的数量较大，且具有控制单元的配线做的较长且复杂。
发明内容
因此，本发明的目的是在燃料供应设备中使控制单元和控制系统部件/传感器之间的配线构造成短且简单。
为了实现上述目的，在本发明中，在燃料箱中设有一些装置和一控制单元，且通过设在燃料箱中的控制单元来控制燃料箱中的这些装置。
从下面结合附图的描述中将理解本发明的其他目的和特征。
附图说明
图1是一个实施例中的燃料供应设备的简图；
图2是该实施例中的燃料供应控制单元的功能框图；和
图3是该实施例中的燃料供应控制单元的剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于车辆上的内燃机的具有燃料蒸汽净化系统的燃料供应设备。
燃料泵31安装在燃料箱1中。
从燃料泵31排放的燃料通过燃料管道32供应给燃料喷射阀3。
检测燃料管道32中的燃料压力的燃料压力传感器33设在燃料管道32的位于燃料箱1中的部分处。
安装在燃料箱1内部的燃料供应控制单元21根据在燃料压力传感器33处检测到的燃料压力来控制以驱动燃料泵31。
此外，将燃料水平(level)传感器34和燃料温度传感器35的检测信号输入到燃料供应控制单元21中。
燃料喷射阀3设在内燃机2的各气缸的进气口4处，且由从发动机控制单元22输出的喷射脉冲信号来驱动以打开。
应注意，燃料供应控制单元21和发动机控制单元22构造成能够通过通信线路而相互通信。
已从碳罐6净化的包括燃料蒸汽的净化空气通过净化通道7供应给在燃料喷射阀3的上游侧处的进气收集器5。
节流阀8安装在进气收集器5的上游侧处。
根据节流阀8的开度来调节内燃机2的进气流。
沿着净化通道7的路线安装净化控制阀9。
根据净化控制阀9的开度来控制通过净化通道7供应给内燃机2的净化空气量。
碳罐6是一个其中填充有诸如活性炭等的吸附剂的容器，并安装在燃料箱1的上部。
新鲜空气进入管11与设在碳罐6处的新鲜空气入口6a相连接。
新鲜空气进入管11安装成穿过燃料箱1的壁并延伸直到燃料箱1的外部，且在燃料箱1外侧的大气中释放(release)。
此外，在碳罐6处设有通过切断阀12释放在燃料箱1中的燃料蒸汽入口6b。
切断阀12是在浸入到液体中时通常打开和关闭的机械阀。
当切断阀12打开时，在燃料箱1中生成的燃料蒸汽通过燃料蒸汽入口6b被吸附到碳罐6中。
另一方面，净化通道7与碳罐6的燃料蒸汽出口6c连接。
这里，净化控制阀9由燃料供应控制单元21来控制。
在内燃机2的工作期间，当形成净化允许条件时，燃料供应控制单元21控制以打开净化控制阀9。
当净化控制阀9打开时，内燃机2的进气负压作用在碳罐6上，结果，已经吸入到碳罐6中的燃料蒸汽被通过新鲜空气入口6a引入的新鲜空气分解。
然后，包括分解的燃料蒸汽的净化气体通过净化通道7而被吸入到进气收集器5中。
此外，在本实施例中，设有诊断在从燃料箱1直到净化控制阀9的燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏的功能。
为了泄漏诊断，在新鲜空气进入管11的位于燃料箱1中的部分处设有排放切断阀13，且在燃料箱1中安装有向净化通道7中供应空气的空气泵14。
空气泵14设在燃料箱1中的碳罐6附近。
空气泵14的排放口14a和燃料箱1中的净化通道7通过空气供应管15而连接。
应注意，可构造成使得由于空气泵14的排放口14a在燃料箱1内部释放而通过空气泵14来向燃料箱1中供应空气。
此外，安装成穿过燃料箱1的壁并延伸直到外部的吸入管17的一端与空气泵14的吸入口连接，且吸入管17的另一端通过空气滤清器18而释放到大气中。
而且，检测净化通道7的内压的压力传感器16设在燃料箱1中。
排放切断阀13和空气泵14由燃料供应控制单元21来控制，且将压力传感器16的检测信号输入到燃料供应控制单元21中。
在内燃机2停止后，燃料供应控制单元21关闭净化控制阀9和排放切断阀13，并关闭从燃料箱1直到净化控制阀9的燃料蒸汽路径，而后由于起动了空气泵14而向关闭的燃料蒸汽路径供应空气。
这里，在关闭的燃料蒸汽路径中没有泄漏的情况下，在压力传感器16处检测到的压力升高到预定的压力。
因此，在压力传感器16处检测的压力没有到达预定压力的情况下，推定产生了泄漏。
在将关闭的燃料蒸汽路径加压到预定压力时，使空气泵14停止，且此后可基于压力下降水平和压力下降速率来诊断泄漏。此外，由于通过空气泵14来抽吸在关闭的燃料蒸汽路径中的空气而进行减压，且降低了压力，并根据在减压时压力的变化，或者在停止减压后压力升高水平和压力升高速率来诊断泄漏。
这里，将参考图2中的功能框图来描述燃料供应控制单元21的控制功能。
燃料供应控制单元21和发动机控制单元22构造成能够通过网络101相互通信。
发动机控制单元22通过燃料喷射阀、一些喷射汽缸等相对于燃料供应控制单元21传送关于发动机转速Ne、大气压力、基本燃料喷射量Tp、燃料喷射量Ti的信息。
另一方面，燃料供应控制单元21相对于发动机控制单元22传送关于燃料箱中的压力、对于泵流的故障检测结果、燃料水平等的信息。
在燃料供应控制单元21的燃料压力控制表示值操作部分102处，基于发动机转速Ne、大气压力、基本燃料喷射量Tp、燃料喷射量Ti、一些喷射汽缸等信息来计算目标燃料压力和燃料消耗。
在燃料泵控制单元(FPCM)103处，基于在燃料压力传感器33处检测到的燃料压力和目标燃料压力之间的偏差来计算反馈负载，且基于燃料消耗来计算基本载荷。
接着，由于输出给马达驱动电路104的反馈负载和基本载荷的总和，而驱动燃料泵31。
另外，在马达驱动电路104中设有检测在燃料泵31中的电流故障的功能，且当检测到故障时，将表示燃料泵31中的电流不正常的信号传输给发动机控制单元22。
另外，当将用于泄漏诊断的工作指令从发动机控制单元22输出给燃料供应控制单元21时，燃料供应控制单元21的净化控制单元105就控制空气泵14、净化控制阀9和切断阀13，并基于压力传感器16和燃料温度传感器35的检测信号来进行泄漏诊断。然后，将泄漏诊断的结果输出给发动机控制单元22。
此外，燃料供应控制单元21基于燃料水平传感器34的检测信号来计算燃料水平(剩余量)，并将该燃料水平信号输出给发动机控制单元22。
根据上述实施例，在燃料箱1中设有构成燃料蒸汽净化系统的碳罐6和用于泄漏诊断的排放切断阀13、空气泵14和压力传感器16，并且空气泵14设在碳罐6的附近。
因此，可缩短构成燃料蒸汽净化系统的管道的总体长度。
此外，因为通过空气泵14的碳罐6和相应管道之间的接合部分以及空气供应路径和燃料蒸汽路径之间的接合部分设在燃料箱1中的空间中，所以即使在接合部分产生泄漏的情况下，燃料蒸汽也会在燃料箱1中泄漏，且可避免燃料蒸汽泄漏到大气中。
另外，因为排放切断阀13、空气泵14和压力传感器16以及燃料供应控制单元21邻近设置，所以简化了线束(harness)处理。
此外，假设构造成通过在燃料供应控制单元21和发动机控制单元22之间通信而使得控制单元21和22共享信息，则可简化控制单元21和22之间的信号线。
另外，可将布置在燃料箱1中的燃料供应控制单元21、空气泵14和碳罐6结合在一起，并且基于此，可改善空间效率。
如图3所示来构造燃料供应控制单元21，这可防止燃料渗透到控制单元21的内部。
在图3所示的燃料供应控制单元21中，通过接合线21c来连接电路基板21a和连接器21b，且将电路基板21a、接合线21c和连接器21b密封在树脂模21d中。
在连接器21b的大体终端侧形成用作制动器的槽21e，用于防止连接器脱开并防止燃料渗透。
在上述实施例中，构造成使得基于在压力传感器16处的检测结果来进行泄漏诊断。然而，可省略压力传感器16，且可基于在空气泵14上的载荷来进行泄漏诊断。
2003年12月26日提交的日本专利申请NO.2003-432995的整个内容结合于此，作为参考。
尽管已经选择仅所选的实施例来解释本发明，但是本领域的技术人员应清楚，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可作各种改变和修改。
此外，根据本发明的实施例的前面描述仅用作解释，且并非用作限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明的目的。

Claims (20)

1.一种用于内燃机的燃料供应设备，包括
燃料箱，其中存储有待供应给内燃机的燃料；
设在燃料箱中的一些装置；和
控制单元，其设在燃料箱中并控制所述装置。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述控制单元通过通信线路而与控制内燃机的发动机控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述内燃机包括燃料蒸汽净化系统，该燃料蒸汽净化系统将在燃料箱内部生成的燃料蒸汽捕获在碳罐中，并将捕获在碳罐中的燃料蒸汽净化，通过净化控制阀所处的净化通道而将其排入内燃机的进气通道中，
在所述燃料箱中设有该碳罐、关闭该碳罐的新鲜空气入口的切断阀和检测燃料蒸汽路径中压力的压力传感器，其中通过关闭该净化控制阀和切断阀来关闭该燃料蒸汽路径；并且
所述控制单元向切断阀和净化控制阀输出控制信号，并通过输入压力传感器的检测信号来计算压力，且基于由压力传感器检测到的压力来诊断在燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏，并且输出表示诊断结果的信号。
4.根据权利要求3所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述燃料箱中还设有检测燃料箱中的燃料温度的燃料温度传感器，且
所述控制单元通过输入该燃料温度传感器的检测信号来计算燃料温度，且基于由所述压力传感器检测到的压力和由所述燃料温度传感器检测到的燃料温度来诊断在所述燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏。
5.根据权利要求3所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述燃料箱中还设有改变所述燃料蒸汽路径中的压力的空气泵，且
所述控制单元向所述切断阀、净化控制阀和该空气泵输出控制信号，并通过计算由输入压力传感器的检测信号得到的压力来诊断在燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏，且输出表示诊断结果的信号。
6.根据权利要求5所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述空气泵与所述净化通道的位于燃料箱中的部分相连接。
7.根据权利要求5所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述空气泵相对于燃料箱的内部输送空气。
8.根据权利要求3所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述碳罐的燃料蒸汽入口处设有一切断阀，该切断阀在所述入口浸在燃料中时将其关闭。
9.根据权利要求3所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述燃料箱中还设有燃料泵，且
所述控制单元诊断在所述燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏，并计算目标燃料压力，且基于该目标燃料压力向燃料泵输出驱动信号。
10.根据权利要求9所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述燃料箱中还设有燃料压力传感器，用于检测从燃料泵供应的燃料的压力，且
所述控制单元输入该燃料压力传感器的检测信号，并基于该燃料压力传感器的检测信号来计算燃料压力，并且
计算在目标燃料压力和在燃料压力传感器处检测到的燃料压力之间的偏差，并基于该偏差反馈控制燃料泵的驱动信号。
11.根据权利要求9所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述控制单元检测所述燃料泵的电流，并在该燃料泵的电流不正常时输出故障检测信号。
12.根据权利要求3所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
在所述燃料箱中还设有检测燃料箱中的燃料水平的燃料水平传感器，且
所述控制单元诊断在所述燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏，并通过输入燃料水平传感器的检测信号来计算在燃料箱中的燃料水平，且将表示燃料水平的信号输出。
13.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备，其特征在于，
所述控制单元形成为将一电路基板密封在树脂模中。
14.一种用于内燃机的燃料供应设备，包括：
燃料箱，其中存储有待供应给内燃机的燃料；
设在燃料箱中的一些装置；和
一些控制装置，它们设在燃料箱中以控制所述装置。
15.一种用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，包括步骤：
将一些装置设在燃料箱中；且
通过位于燃料箱中的控制单元来控制这些装置。
16.根据权利要求15所述的用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，其中，
所述内燃机包括燃料蒸汽净化系统，其将在燃料箱内部生成的燃料蒸汽捕获在碳罐中，并将捕获在碳罐中的燃料蒸汽净化，通过净化控制阀所处的净化通道而将其排入内燃机的进气通道中，
所述将一些装置设在燃料箱中的步骤包括将该碳罐、关闭该碳罐的新鲜空气入口的切断阀和检测燃料蒸汽路径中压力的压力传感器设在燃料箱的内部，其中通过关闭所述净化控制阀和切断阀来关闭该燃料蒸汽路径，并且
所述控制这些装置的步骤包括如下步骤：
通过所述控制单元来控制净化控制阀和切断阀；
通过所述控制单元基于压力传感器的检测信号来计算压力；和
通过所述控制单元基于在燃料蒸汽路径中的压力来诊断在燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏。
17.根据权利要求16所述的用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在燃料箱内部设置一检测燃料箱内部的燃料温度的燃料温度传感器；且
通过所述控制单元来计算来自该燃料温度传感器的燃料温度，且
所述诊断是否存在任何泄漏的步骤
通过所述控制单元基于所述燃料蒸汽路径中的压力和燃料温度来诊断在燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏。
18.根据权利要求15所述的用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，其特征在于，
所述内燃机包括燃料蒸汽净化系统，其将在燃料箱内部生成的燃料蒸汽捕获在碳罐中，并将捕获在碳罐中的燃料蒸汽净化，通过净化控制阀所处的净化通道而将其排入到内燃机的进气通道中，
所述将一些装置设在燃料箱中的步骤包括将该碳罐、关闭该碳罐的新鲜空气入口的切断阀、检测燃料蒸汽路径中压力的压力传感器和改变该燃料蒸汽路径中压力的空气泵设在燃料箱的内部，其中通过关闭所述净化控制阀和切断阀来关闭该燃料蒸汽路径，并且
所述控制这些装置的步骤包括如下步骤：
通过所述设在燃料箱内部的控制单元来控制所述净化控制阀、切断阀和空气泵；
通过所述控制单元基于压力传感器的检测信号来计算压力；和
通过所述控制单元基于在燃料蒸汽路径中的压力来诊断在燃料蒸汽路径中是否存在任何泄漏。
19.根据权利要求16所述的用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在燃料箱中设置一燃料泵；
通过所述控制单元来计算目标燃料压力；和
通过所述控制单元基于该目标燃料压力来控制该燃料泵。
20.根据权利要求16所述的用于控制内燃机用燃料供应设备的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在燃料箱内部设置一检测燃料箱内部的燃料水平的燃料水平传感器；
通过所述控制单元基于燃料水平传感器的检测信号来计算燃料箱中的燃料水平；和
通过所述控制单元来输出表示燃料水平的信号。
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