CN1673505B - 内燃机的燃料蒸汽处理系统 - Google Patents

Abstract

一种泵在具有节流孔(22)的测量通道(21)内产生气流。压差传感器探测节流孔(22)两端之间的压差。转换阀设置在测量通道(21)中从而产生第一浓度测量状态和第二浓度测量状态，其中在第一浓度测量状态下，测量通道(21)在它的两端被打开，流过测量通道(21)的气体是大气，而在第二浓度测量状态下，测量通道(21)在它的两端与罐(13)相连通，流过测量通道(21)的气体是由罐(13)所提供的、含有燃料蒸汽的空气-燃料混合物。根据在第一浓度测量状态下所探测到的压差和在第二浓度测量状态下所探测到的压差，ECU(41)计算出燃料蒸汽浓度。

Description

内燃机的燃料蒸汽处理系统

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃料蒸汽处理系统。

背景技术

燃料蒸汽处理系统限制在燃料箱内产生的燃料蒸汽散发到大气中。从燃料箱通过进入通道加入到该系统中的燃料蒸汽一旦被吸附到设置于罐内的吸附材料中，且在内燃机进行工作时，借助使用在进气管内所产生的负压，使所吸附的燃料蒸汽通过清洗通道排出到内燃机的进气管中。借助清洗燃料蒸汽，恢复吸附材料的吸附能力。借助测量(meter)清洗过的气体的流动速度(清洗过的空气的流动速度和清洗过的燃料蒸汽的流动速度)来执行燃料蒸汽的清洗，这种测量借助设置在清洗通道中的清洗控制阀来执行。

清洗过的燃料蒸汽与喷射器所供给来的燃料一起进行燃烧，从而得到合适的空气/燃料比，重要的是，高精确度来测量清洗过的燃料蒸汽的实际量。作为测量清洗量的方法，在JP-5-18326A中公开了一种这样的方法：把热丝型流量测量计安装在清洗通道中。

但是，通常在假定为100％的空气或者一种成分气体的前提下设计和校准流量测量计。因此，难以高精确度地测量空气-燃料蒸汽混合物的流动速度，这种混合物的浓度与清洗过的气体一样不是恒定不变的。在JP-5-33733A(USP-5216995)中，另一种热丝型流量测量计安装在大气通道中，该大气通道从清洗通道分支出来，从两个流量测量计中所提供的输出值中探测出清洗过的气体的体积流动速度和燃料蒸汽在清洗过的气体中的浓度。

在JP-5-18326A和JP-5-33733A(USP-5216995)中，由于流量测量计安装在清洗通道中，因此不能探测到燃料蒸汽的浓度，除非燃料蒸汽的清洗通过清洗过的气体来实现。因此，为了在控制空-燃比时反映所测量的燃料蒸汽的浓度，因此在清洗过的燃料蒸汽到达喷射位置之前需要测量燃料蒸汽的浓度，并且需要根据所测量出的燃料蒸汽浓度来校正从喷射器所喷射出的燃料量的指令值。

但是，在发动机具有小进气管容积的情况下，或者在进气的高流速工作区域内，清洗过的燃料蒸汽到达喷射位置所需要的时间短于完成燃料蒸汽浓度测量所需要的时间，因此在控制空-燃比时难以反映合适地测量出的燃料蒸汽浓度。此外，限制了包括一些管子的布置在内的发动机结构和清洗起动工作区域。目前，使清洗流动速度减少到这样的程度，以致燃料蒸汽在控制空-燃比时不会施加坏影响，这是唯一的方法来避免影响燃料蒸汽浓度的改变。在没有清洗限制的情况下，难以合适地控制空-燃比。尤其地，当燃料蒸汽处理系统应用到复合动力车(目前这种车得到大力发展)上时，绝对需要执行大量的清洗以恢复吸附能力，因为清洗机会受到限制。希望发展一种这样的技术：它可以以高精确度地测量燃料蒸汽的实际清洗量，并且提高清洗流动速度。

发明内容

由于上述问题产生了本发明，本发明的目的是提供一种内燃机的燃料蒸汽处理系统，该系统可以迅速地、精确地测量燃料蒸汽的浓度，因此可以有效地清洗燃料蒸汽，并且合适地控制空-燃比.

根据本发明，一种内燃机的燃料蒸汽处理系统，包括：罐，它装有吸附材料，以暂时吸附从燃料箱的内部通过进入通道导入其中的燃料蒸汽；清洗通道，它把具有从吸附材料所释放出来的燃料蒸汽的空气-燃料混合物导入到内燃机的进气管中，并且清洗燃料蒸汽；及清洗控制阀，它设置在清洗通道中，以根据空气-燃料混合物中的燃料蒸汽浓度的测量结果来调整清洗流动速度。

该系统还包括：测量通道，它具有节流孔；气流产生装置，它在测量通道内和沿着测量通道产生气流；测量通道开关装置，它在第一浓度测量状态和第二浓度测量状态之间转换测量通道，在该第一浓度测量状态下，测量通道在它的两端上通到大气中，从而允许空气作为气体流过测量通道，而在第二浓度测量状态下，该测量通道在两端上与罐相连通，从而允许从罐中供给来的空气-燃料混合物作为气体流过测量通道。

该系统还包括：压差探测装置，它探测节流孔两端上的压差；及燃料蒸汽浓度计算装置，根据在第一浓度测量状态下所探测到的压差和在第二浓度测量状态下所探测到的压差，它计算燃料蒸汽浓度。

当气流产生装置的生产量恒定不变时，然后根据能量守恒定律，通过测量通道的流动速度和在成分上不同于空气的、也通过测量通道的气体的流动速度由于密度不同而相互不相同。由于在密度和燃料蒸汽的浓度之间具有相关性，因此流动速度根据燃料蒸汽的浓度而进行改变。由于流动速度限制了节流孔中的压力损失，因此根据在第一浓度测量状态中所探测到的压差和在第二浓度测量状态中所探测到的压差来探测燃料蒸汽的浓度。

由于设置了测量通道，因此在气体没有流过清洗通道的情况下，可以探测燃料蒸汽的浓度。因此，不必确定清洗期间的燃料蒸汽的浓度，并且可以合适地控制空-燃比，同时可以有效地清洗燃料蒸汽。

此外，由于节流孔没有安装在清洗通道中，因此不担心清洗通道中的气体流动受到节流孔的阻碍。

附图说明

图1是本发明第一实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图2是第一流程图，它示出了燃料蒸汽处理系统的工作；

图3是第二流程图，它示出了燃料蒸汽处理系统的工作；

图4是正时图，它示出了燃料蒸汽处理系统的工作；

图5是第一示图，它示出了燃料蒸汽处理系统的主要部分中的气体流动；

图6是第二示图，它示出了燃料蒸汽处理系统的主要部分中的气体流动；

图7是第一示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的工作；

图8是第二示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的工作；

图9是第三示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的工作；

图10是第三流程图，它示出了燃料蒸汽处理系统的工作；

图11是第四示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的工作；

图12是第五示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的工作；

图13是示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的改进；

图14是示图，它解释了燃料蒸汽处理系统的另一种改进；

图15是燃料蒸汽处理系统的另一改进的结构图；

图16是本发明第二实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图17是第一流程图，它示出了第二实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图18是第二流程图，它示出了第二实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图19是正时图，它示出了第二实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图20是示图，它示出了第二实施例的燃料蒸汽处理系统的主要部分中的气体流动；

图21是示图，它解释了第二实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图22是本发明第三实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图23是第一流程图，它示出了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图24是第二流程图，它示出了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图25是正时图，它示出了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图26是示图，它示出了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的主要部分中的气体流动；

图27是第一示图，它解释了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的改进；

图28是第二示图，它解释了第三实施例的燃料蒸汽处理系统的改进；

图29是本发明第四实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图30是流程图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图31是正时图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的工作；

图32是示图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的主要部分中的气体流动；

图33是结构图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的改进；

图34是结构图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的另一改进；

图35是结构图，它示出了第四实施例的燃料蒸汽处理系统的另一改进；

图36是本发明第五实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图37是本发明第六实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图38是本发明第七实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图39是本发明第八实施例的内燃机燃料蒸汽处理系统的结构图；

图40是示图，它示出了第一实施例的燃料蒸汽处理系统的改进结构的清洗期间的气体流动；及

图41是示图，它示出了第五实施例的燃料蒸汽处理系统的改进结构的清洗期间的气体流动。

具体实施方式

(第一实施例)

图1示出了本发明第一实施例的燃料蒸汽处理系统的结构.这个实施例是把本发明应用到车用发动机中.内燃机1(在下文中称为发动机1)的燃料箱11通过进入通道12连接到罐13上.燃料箱11和罐13始终相互连通.吸收材料14装入到罐13中从而暂时吸收在燃料箱11内蒸发出来的燃料.罐13通过清洗通道15连接到发动机1的进气管2中.作为清洗控制阀的清洗阀16设置在清洗通道15中.当清洗阀16打开时，罐13和进气管2相互形成连通.

清洗阀是电磁阀，例如，通过使用电子控制装置(ECU)41、借助负荷控制来调整该电磁阀的开度，其中电子控制装置41控制发动机1的不同部分。根据开度，从吸收材料14中释放出的燃料蒸汽借助进气管2中的负压而排出到进气管2中，并且与从喷射器5中所喷射出的燃料一起进行燃烧。含有清洗过的燃料蒸汽的空气-燃料混合物在下文中称为“清洗过的气体”(purged gas)。

在前端通到大气中的清洗过的空气通道17连接到罐13中。关闭阀18设置在清洗过的空气通道17中。

清洗通道15和清洗过的空气通道17通过作为测量通道的燃料蒸汽通道21相互连接。在罐13侧上而不是在清洗阀16上，燃料蒸汽通道21通过分支通道25而连接到清洗通道15中，分支通道25从清洗通道15中分支出来。在罐13侧上而不是在关闭阀18上，燃料蒸汽通道21通过分支通道26连接到清洗过的空气通道17中，其中分支通道26从清洗过的空气通道17中分支出来。在燃料蒸汽通道21中，从清洗通道15侧开始按照这个顺序设置有第一转换阀31、节流孔22、泵23和第二转换阀32。

第一转换阀31是具有三通阀结构的电磁阀，它在第一浓度测量状态和第二浓度测量状态之间进行转换，其中在第一浓度测量状态下，燃料蒸汽通道21在它的一端通到大气中，而在第二浓度测量状态下，燃料蒸汽通道21在它的一端与罐13产生连通。ECU41有选择地在这两个转换状态下控制第一转换阀。ECU41如此预先设置，以致当第一转换阀31关闭时，转换状态是第一浓度测量状态，在这种测量状态下：燃料蒸汽通道21通到大气中。

作为气体流产生装置的泵23是电动泵。在工作时，它的第一转换阀31侧用作吸入侧从而使气体沿着燃料蒸汽通道21进行流动并且流入到燃料蒸汽通道21。ECU41控制它的ON/OFF工作和转数。在到达预先设置的值时，转数被控制成不变。

第二转换阀32是具有三通阀结构的电磁阀，该电磁阀在第一浓度测量状态和第二浓度测量状态之间进行转换，其中在第一浓度测量状态下，燃料蒸汽通道21在它的另一端通到大气中，而在第二浓度测量状态下，燃料蒸汽通道21的另一端与清洗过的空气通道17产生连通。ECU41有选择地把第二转换阀32控制到这两个转换状态中。ECU41如此预先设置，以致当第二转换阀32关闭时，转换状态是第一浓度测量状态，在这种测量状态下：燃料蒸汽通道21通到大气中。

在节流孔22的两端上，燃料蒸汽通道21通过压力导管241和242连接到作为压差探测装置的压差传感器45上，借助压差传感器45来探测节流孔22两端上的压差。所探测到的压差信号被输出到ECU41中。

ECU41具有用于普通型发动机的结构和功能。根据设置在进气管2中的空气流量传感器42所探测到的进气量、进气压力传感器43所探测到的进气压力、设置在排气管3中的空燃比传感器44所探测到的空燃比及点火信号、发动机速度、发动机冷却水温度和加速器位置，ECU41控制包括节气阀4和用来喷射燃料的喷射器5在内的各个部分，其中节气阀4设置在进气管2中以调整进气量。这种控制被执行来提供合适的燃料喷射量和节流角度。

图2示出了由ECU41来执行的燃料蒸汽清洗流动.在发动机起动时，执行该流动.在步骤S101中，确定浓度探测条件是否存在.当表示工作状态的状态量如发动机水温、机油温度和发动机速度位于预定范围时，存在浓度探测条件.浓度探测条件设置成在建立关于后面将描述的燃料蒸汽清洗的执行是否允许的清洗执行条件之前来建立.

例如，在发动机冷却水温变成预定值T1或者更高并且确定发动机的预热已完成时，建立清洗执行条件。在发动机的预热期间建立浓度探测条件，但是，例如，在冷却水温等于预定值T2或者更高时建立它，而该值T2设置成小于上述预定值T1。在下面这样的期间(主要在减速期间)也建立浓度探测条件，在该期间，发动机进行工作，并且燃料蒸汽停止清洗(purging)。在燃料蒸汽处理系统应用到混合动力车的情况下，即使在发动机停止并且车辆借助马达来运转时也建立浓度探测条件。

当步骤S101中的回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S102中，在该步骤S102中，执行后面将描述的浓度探测程序。当步骤S101中的回答是否定的时，处理流程移动到步骤S106中，在该步骤中，确定点火钥匙是否关闭。当步骤S106中的回答是否定的时，处理流程返回到步骤S101中。当点火钥匙处于关闭时，处理流程结束。

图3示出了浓度探测程序的内容，而图4示出了在执行浓度探测程序期间该系统的各种零件的状态变化。在执行浓度探测程序时，初始状态是这样的，即清洗阀16被关闭，关闭阀18打开，第一和第二转换阀31、32被关闭，及泵23处于关闭(图4中的A)。这种状态与上述第一浓度测量状态相一致。在步骤S201中，泵23被驱动，从而使气体流过燃料蒸汽通道21(图4中的B)。气体(它是空气)流过燃料蒸汽通道21，如图5的箭头所示一样，并且又排入到大气中。在步骤S202中，探测到这种状态下的节流孔22中的压差ΔP0。在步骤203中，关闭阀18被关闭，并且第一和第二转换阀31、32被打开(图4中的C)。从第一浓度测量状态移动到第二浓度测量状态。这时，由于清洗阀16和关闭阀18被关闭时，气体沿着环形通道进行流动，该环形通道在罐13和节流孔22之间进行循环。该气体是含有燃料蒸汽的空气-燃料混合物，因为它通过罐13。

在步骤S205中，在这种状态下探测节流孔22中的压差ΔP1。

后面的步骤S206和S207由燃料蒸汽浓度计算装置来执行的处理。在步骤S206中，根据两个所探测到的压差ΔP0和ΔP1和公式(1)来计算压差比P。在步骤S207中，根据压差比P和公式(2)来计算燃料蒸汽浓度C。在公式(2)中，K1是常数并且与控制程序一起预先储存在ECU41的ROM中。

P＝ΔP1/ΔP0.......(1)

C＝k1×(P-1)＝K1×(ΔP1-ΔP0)/ΔP0...(2)

当燃料蒸汽含在清洗过的气体中时，密度变大，因为燃料蒸汽重于空气。在相同的泵23的转数和在燃料蒸汽通道21内的相同流动速度下，根据能量守恒定律，节流孔22中的压差变大。燃料蒸汽浓度C越大，那么压差比P就越大。如图7所示，燃料蒸汽浓度C和压差比P所遵循的特征线变成了直线。公式(2)表示这样的特征线。借助实验或者类似方法来预先得到常数k1。

图8示出了压力P-流动速度Q特性(在下文中称为“泵特征”)。

在上述附图中也示出了节流孔22中的压差ΔP-流动速度Q特性(“节流孔特性”).压力P等于压差ΔP，因为在不是节流孔22的其它部分处的压力损失较小.节流孔特性可以用公式(3)来表示，其中假设流过节流孔22的流体密度是ρ.在公式(3)中，K是常数，并且K＝α×π×d²/4×2^1/2，其中d是节流孔22的孔径，而α是节流孔22的流动系数。

Q＝K(ΔP/ρ)^1/2...(3)

因此，当流过节流孔22的流体是空气(在该附图中是空气，在下面中也是空气)时并且当所述流体是含有燃料蒸汽的空气(在附图中是HC，在下面也是HC)，公式(3-1)和(3-2)各自是效的。至于这些等式中的下标，空气表示流体是空气，HC表示流体是含有燃料蒸汽的空气。

Q_Air＝K(ΔP_Air/ρ_Air)^1/2...(3-1)

Q_HC＝K(ΔP_HC/ρ_HC)^1/2...(3-2)

如上所述，由于泵23被控制成使它的转数变成常数，因此存在Q_Air＝Q_HC和公式(4)：

ρ_HC/ρ_Air＝ΔP_HC/ΔP_Air...(4)

由于密度依赖于燃料蒸汽浓度，因此通过作为参数的压差比ΔP_HC/ΔP_Air来知道燃料蒸汽浓度。不必学习泵的特性。ΔP_HC和ΔP_Air各自是ΔP1和ΔP0。

借助把泵23的转数控制到常数值可以进一步得到下面效果。

图9示出了节流孔22的特性(节流孔特征)和泵23的特性(泵特性)。在不能执行恒定旋转控制的普通阀的情况下，当压力和负荷增大时，转数降低，从而导致泵特性如图9中的虚线所示一样进行改变，即流动速度与压差一起降低了。因此，测量出的压差变成了ΔP’_Air和ΔP’_HC。在执行恒定转速控制时，压差如上所述那样变成了ΔP_Air和ΔP_HC，因此与普通控制相比，它可以得到更大的增益。

当泵23的转数较小时，压差ΔP变小并且燃料蒸汽浓度测量精确度变得较低，同时在泵23的转数太大时，压差ΔP变得较大了，从而影响转换阀31和32的工作。因此，优选的是，在考虑这点的同时设定泵23的转数。

在步骤208中，暂时储存所得到的燃料蒸汽浓度C。

在步骤S209中，第一和第二转换阀31、32关闭，在步骤S210中，泵23被关闭。这个状态与图4中的A相同，而这个状态是在浓度探测程序开始之前的状态。

在执行浓度探测程序(步骤S102)之后，在步骤S103中确定是否存在清洗执行条件。如在普通型的燃料蒸汽处理系统中一样，根据这样的工作情况如发动机水温、机油温度和发动机速度来确定清洗执行条件。

当用来确定是否存在清洗执行条件的步骤S103中的回答是肯定的时，在步骤S104中执行清洗执行程序。当不存在清洗执行条件时，即当步骤S103中的回答是否定的时，在步骤S105中确定在执行浓度探测程序之后是否已以过去了一个预定时间。当步骤S105中的回答是否定的时，重复步骤S104的处理。当用来确定在执行浓度探测程序之后是否过去了该预定时间的步骤S105中的回答是肯定的时，处理流程返回到步骤S101中，在该步骤中，又执行用来得到燃料蒸汽浓度C的处理，并且使燃料蒸汽浓度C更新到最新的值(步骤S101、S102)。根据浓度值的精确度来设置上述预定时间，该精确度是考虑燃料蒸汽浓度C随时间改变所需要的。

图10示出了清洗执行程序的细节.借助允许的清洗流动速度上限值设定装置来执行步骤S301和S302的处理.在步骤S301中，探测发动机的工作条件，同时在步骤S302中，根据所探测到的发动机工作情况来计算出允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm.根据燃料喷射量来计算出允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm，其中在目前发动机工作情况如节气阀角度下需要该燃料喷射量，此外，根据可以由喷射器5所控制的燃料喷射量的下限值来计算出该速度值Fm.较大的燃料喷射量沿着这样的方向起作用：沿着该方向，清洗过的燃料蒸汽流动速度与燃料喷射量之比变得较小，因此允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm也变得较大.

在步骤S303中，探测进气管压力P0，同时在步骤S304中，根据进气管压力P0来计算出基准流动速度Q100。基准流动速度Q100表示在流动流体是100％空气并且清洗阀16的开度(在下文中称为“清洗阀开度”)为100％时气体流过清洗通道15的流动速度是100％。根据基准流线图来计算出它。图11示出了基准流线图的例子。

在步骤S305中，根据在浓度探测程序中所探测到的燃料蒸汽浓度C和根据公式(5)来计算出清洗过的空气-燃料混合物的估算流动速度Qc。在清洗阀开度设置在100％并且燃料蒸汽浓度C的、清洗过的气体流过清洗通道15时，估算流动速度Qc是清洗过的气体流动速度的估算值。图12示出了燃料蒸汽浓度C和估算流动速度Qc与基准流动速度Q100的比率之间的关系。当燃料蒸汽浓度C变得较大时，清洗过的气体密度增大，即使在相同的进气管压力下，根据能量守恒定律，与清洗过的气体是100％的空气的情况相比，流动速度减小。附图中的直线相当于公式(5)。在公式(5)中，A是常数，它与控制程序一起被预先储存在ECU41的ROM中。

Qc＝Q100×(1-A×C)...(5)

在步骤S306中，根据燃料蒸汽浓度C和估算流动速度Qc，并且根据公式(6)，在100％的清洗阀开度下和在燃料蒸汽浓度C的清洗过的气体流过清洗通道15的情况下，计算出清洗过的燃料蒸汽的估算流动速度(在下文中称为“估算的清洗过的燃料蒸汽流动速度”)Fc。

Fc＝Qc×C...(6)

借助开度设定装置来执行步骤S307到S309的处理。在步骤S307中，使估算的清洗过的燃料蒸汽流动速度Fc与允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm进行比较，并且确定Fc是否小于或者等于Fm。当回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S308中，在该步骤中，清洗阀的开度“x”设置在100％上。这是由于，即使在清洗阀的开度“x”设置在100％上时，具有最多可达允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值的范围。

当用来确定Fc是否等于或者小于Fm的步骤S307的回答是否定的时，确定在清洗阀开度“x”为100％时由于具有剩余的燃料蒸汽而不能合适地实现空-燃比控制，并且处理流程前进到步骤S309中，在该步骤中，清洗阀的开度“x”设置在(Fm/Fc)×100％上。这是由于，在Fc＞Fm的情况下，保证合适空-燃比控制的最大清洗流动速度等于允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm。

在执行步骤S308和S309之后，清洗阀16在步骤S310中打开。这时的开度等于在步骤S308或者S309中所设定的开度(图4中的D)。

在步骤S311中，确定清洗停止条件是否存在。没有移动到下一个步骤S312中，直到步骤S311中的回答变成肯定的为止。在建立清洗停止条件时，在步骤S312中关闭清洗阀16。

在执行清洗执行程序(步骤S104)时，处理流程前进到步骤S105中。

尽管在这个实施例中泵23被控制成恒定的转数，但是这不总是能构成限制。在这种情况下，需要得到(测量)泵23的特性，但是它的这些内容根据泵23的结构而不同。现在解释这点。图13和14示出了泵特性，其中流动速度Q依赖于压力P(压差ΔP)。节流孔特性也示出在这些附图中。图13是这样的情况：燃料蒸汽浓度影响泵特性(因此工作流体的粘性影响泵特性)，图14是这样的情况：燃料蒸汽浓度影响泵特性。在后者中，如是节流孔特性的情况一样，示出了泵23中的工作流体只是空气的情况下的泵特性和燃料蒸汽含在空气中的情况下的泵特性。在泵特性不受燃料蒸汽浓度影响的前者中，所使用的泵具有内部无泄漏的结构，如膜片泵，在泵特性受燃料蒸汽浓度影响的后者中，所使用的泵具有内部泄漏的结构如叶片泵。这是由于，在内部泄漏的结构中，内部泄漏量在工作流体的物理性能的影响下发生改变。

现在描述这样的情况：泵特性不受燃料蒸汽浓度的影响(图13)。这种情况下的泵特性可以用公式(7)来表示，其中K1和K2是常数。假设非排出压力是Pt，当P＝Pt时从Q＝0的情况开始，K2＝-K1×Pt。

Q＝K1×P+K2...(7)

因此，在流过节流孔22的流体是空气时，和在它是含有燃料蒸汽的空气时，公式(7-1)和(7-2)各自有效。

Q_Air＝K1×ΔP_Air+K2＝K1(ΔP_Air-Pt) ...(7-1)

Q_HC＝K1×ΔP_HC+K2＝K1(ΔP_HC-Pt)    ...(7-2)

至于节流孔特性，上述公式(3)、(3-1)和(3-2)有效。

由于在第一浓度测量状态时公式(3-1)等于公式(7-1)，因此得到公式(8)。

K(ΔP_Air/ρ_Air)^1/2＝K1(ΔP_Air-Pt)...(8)

转化公式(8)就得到了公式(9)。

ρ_Air＝(K²×ΔP_Air)/{K1²×(ΔP_Air-Pt)²}...(9)

同样地，由于在第二浓度测量状态时(3-2)＝(7-2)，得到公式(10)。

ρ_HC＝(K²×ΔP_HC)/{K1²×(ΔP_HC-Pt)²}...(10)

从公式(9)和(10)中得到公式(11)。

ρ_HC/ρ_Air＝(ΔP_HC/ΔP_Air)×{(ΔP_Air-Pt)/(ΔP_HC-Pt)}²...(11)

因此，为了得到燃料蒸汽浓度，除了ΔP_air和ΔP_HC之外，测量非排出压力Pt以作为泵特性。

现在在下面描述这样的情况：燃料蒸汽浓度影响泵特性(图14)。在这种情况的泵特性中，公式(7)中的K1和K2依赖于燃料蒸汽浓度。假设泵的非负荷情况(ΔP_Air＝0，ΔP_HC＝0)中的Q是Q₀，那么在工作流体是空气的情况下的非排出压力是ΔP_At，及在工作流体是含有燃料蒸汽的空气的情况下的非排出压力是P_Ht，K1＝-Q₀/P_At和K1’＝-Q₀/P_Ht。因此，当流过节流孔22的流体是空气时，公式(7-1’)有效，并且当所述流体是含有燃料蒸汽的空气-燃料混合物时，公式(7-2’)有效。

Q_Air＝K1×ΔP_Air+K2＝K1(ΔP_Air-Pt)＝Q₀(1-ΔP_Air/ΔP_At)...(7-1’)

Q_HC＝K1’×ΔP_HC+K2’＝K1’(ΔP_HC-Pt)＝Q₀(1-ΔP_HC/ΔP_Ht)...(7-2’)

如前面所描述的那样，由于在第一浓度测量状态下公式(3-1)等于公式(7-1’)，因此形成了公式(12).

ρ_Air＝(K²×ΔP_Air)/{Q₀ ²×(1-ΔP_Air/P_At)²}...(12)

同样地，在第二浓度测量状态下，由于公式(3-2)等于公式(7-2’)，因此形成了公式(13)。

ρ_HC＝(K²×ΔP_HC)/{Q₀ ²×(1-ΔP_HC/P_Ht)²}...(13)

从公式(12)和(13)中得到公式(14)。

ρ_HC/ρ_Air＝(ΔP_HC/ΔP_Air)×{(1-ΔP_Air-P_At)/(1-ΔP_HC-P_Ht)}²...(14)

因此，为了得到燃料蒸汽浓度，因此除了ΔP_Air和ΔP_HC之外还测量非排出压力P_At和P_Ht。

在这个实施例中，借助压差传感器45来探测节流孔22中的压差。但是，可以采用图15所示的结构，在这种结构中，压力传感器451和452各自直接设置在节流孔22的上游和下游，两个压力传感器451和452所探测到的压力之间的差值由ECU41A来计算以得出作为节流孔22中的压差的差值。除了借助通过由两个压力传感器415和452所探测到的压力来进行计算以得到压差之外，ECU41A基本上与ECU41相同。

(第二实施例)

图16示出了本发明第二实施例的发动机结构。该结构与用另一种结构来取代第一实施例的一部分结构相对应。执行基本上与第一实施例相同的工作的一些部分用与第一实施例相同的标号来表示，下面主要描述与第一实施例不同的地方。

旁路27设置来使燃料蒸汽通道21和清洗过的空气通道17相互直接相连，而没有插入泵23和第二转换阀32。旁路27的一端在位于节流孔22和泵23之间的位置上与燃料蒸汽通道21相连通，同时它的相对端在罐13侧而不是在分支通道26中与清洗通道17相连通。旁路打开/关闭阀28设置在旁路27中。旁路打开/关闭阀28是正常情况下关闭的电磁阀，该电磁阀借助ECU41B的控制来打开和关闭，从而通过旁路27来切断或者提供燃料蒸汽通道21和清洗过的空气通道17之间的连通。

ECU41B基本上与用在第一实施例中的ECU相同。图17和18示出了清洗执行程序，该程序由ECU41B来执行。如在第一实施例中的一样，根据发动机的工作情况来确定允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm，根据燃料蒸汽浓度C和进气管压力P0来确定估算的清洗过的燃料蒸汽流动速度Fc(步骤S301到S306)。然后，根据允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm和估算的清洗过的燃料蒸汽流动速度Fc来设置清洗阀开度“x”(步骤S307到S309)。

在下面的步骤S350中，清洗阀16以清洗阀开度“x”来打开，因此而设定，第一转换阀31和旁路打开/关闭阀28打开(图19中的E)。形成清洗旁路，沿着该清洗旁路，一部分清洗过的空气通过旁路27和节流孔22，同时旁通罐13(图20)。

在步骤S351中，探测节流孔22中的压差ΔP，然后在步骤S352中，根据所探测到的压差ΔP来计算出供给到进气管2中的、清洗过的气体的实际流动速度(在下文中称为“实际清洗流动速度”，如这种情况一样)Qr.作为清洗过的空气，如上所述那样，具有两种，一种通过罐13，而另一种通过所述的清洗旁路.流动速度比是与相应通道的截面积成比例的常数.节流孔22中的压差ΔP与通过节流孔22的、清洗过的空气的流动速度的平方成正比.因此，可以根据压差ΔP来计算出实际流动速度Qr.图21示出了压差ΔP和实际清洗流动速度Qr之间的关系.

在步骤S353和S354中，与第一实施例中的步骤S303和304相同，探测进气管压力P0(步骤S353)，根据所探测到的进气管压力P0来计算出基准流动速度Q100(步骤S354)。

步骤S355是借助另一个燃料蒸汽浓度计算装置来执行的处理，在这种处理中，根据实际清洗流动速度Qr和基准流动速度Q100及根据公式(14)来计算出燃料蒸汽浓度C。在公式(14)中，“A”是意义与公式(5)中的“A”相同的常数。

C＝(1/A)×(1-Qr/Q100)....(14)

在步骤S356中，根据公式(15)来计算出清洗过的燃料蒸汽流动速度F。

F＝Qr×C...(15)

在步骤S357中，使清洗过的燃料蒸汽流动速度F与允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm进行比较，并且确定F是否等于或者大于Fm。当回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S358，在该步骤中，清洗阀开度x为100％。这是由于，即使在清洗阀开度x是100％时，也具有最大为允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm的范围。当用来确定F是否等于或者小于Fm的步骤S357中的回答是否定的时，确定在清洗阀开度x为100％时由于具有剩余燃料蒸汽而不能合适地控制空-燃比，并且处理流程移动到步骤S359中，在这个步骤中，清洗阀开度x设置在(Fm/F)×100％上。这是由于在F大于Fm的情况下，能够保持合适空-燃比控制的最大清洗流动速度变成了允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm。

在执行步骤S358或者S359之后，在步骤S360中把清洗阀开度“x”控制到在步骤S358或者S359中所设定的开度。

在步骤S361中，与第一实施例步骤S311相同，确定是否存在清洗停止条件。当步骤S361中的回答是否定的时，处理流程移动到步骤S351中，在该步骤中，清洗过的燃料蒸汽流动速度F和允许的清洗过的燃料蒸汽流动速度值Fm在新的工作情况下被更新，并且调整清洗阀16的开度(步骤S351到S360)。当用来确定清洗停止条件是否存在的步骤S361中的回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S362中，在该步骤中，清洗阀16被关闭，第一转换阀31被关闭，并且旁路打开/关闭阀28被关闭。

因此，根据这个实施例，即使在燃料蒸汽浓度C在清洗期间发生改变时，也可以相应地调整清洗阀16的开度，因此可以以更加合适的方式来执行空气-燃料控制。

(第三实施例)

图22示出了本发明第三实施例的发动机的结构。在上述附图中，设置在从罐13通过进入通道12到达燃料箱11和通过清洗通道15到达清洗阀16的范围内的结构件的结合体(在下文中称为“蒸发系统”)形成了封闭的空间，在清洗阀16被关闭时，该空间可以扩散燃料蒸汽。根据美国的有关法律，必须安装查找并消除故障的装置来在蒸发系统中检查燃料蒸汽是否泄漏(在下文中称为“泄漏检查”)。这个实施例相应于用另一种结构来取代第二实施例的一部分，因此可以以简单的方式来实现泄漏检查。基本上执行与前面实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，并且下面主要描述与前面实施例不同的地方。

燃料蒸汽通道打开/关闭阀29在节流孔22侧而不是在与压力导管242的连接处设置在燃料蒸汽通道21中.燃料蒸汽通道打开/关闭阀29是电磁阀，借助ECU41C使该电磁阀被控制来打开或者关闭燃料蒸汽通道21.在这个实施例中，借助使用节流孔22和压差传感器45来探测蒸发系统中的泄漏.但是，只要燃料蒸汽通道打开/关闭阀29保持打开，那么这个实施例的结构基本上与第二实施例的相同.借助执行上述浓度探测程序和清洗执行程序可以合适地控制空-燃比.

图23示出了查找并消除故障的控制，该控制由ECU41C来执行以检查蒸发系统中的泄漏情况，该蒸发系统是这个实施例的特征部分。在步骤S401中，确定泄漏检查执行条件是否存在。假设在车辆工作时间连续地进行了一个预定的时间阶段或者更长或者在外部空气温度是预定的值或者更高时，泄漏检查执行条件存在。根据美国的OBD法律，当满足下面情况时建立泄漏检查执行条件。在大气温度为20°F或者更高，及在海平面上低于8000米时，车辆应该工作600秒或者更长，以每小时25里或者更大来驱动应该累计为300秒或者更长，怠速连续30秒或者更长。当步骤S401的回答是否定的时，这些流程就结束了，同时在步骤S401中的回答是肯定的时，在步骤S402中确定钥匙是否被关闭。当步骤S402中的回答是否定的时，重复步骤S402的处理，从而等待钥匙关闭。

当用来确定钥匙是否关闭的步骤S402中的回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S403中，在该步骤中，确定从钥匙关闭时起是否过去了预定时间。步骤S403的过程是用来使执行泄漏检查停止，该泄漏检查考虑到，刚好在钥匙关闭之后，蒸发系统的状态不稳定并且不适合于执行泄漏检查，例如燃料箱11内的燃料摆动或者燃料温度不稳定。预定时间是直到蒸发系统的状态稳定到这样的程度以致在刚好关闭钥匙之后的不稳定状态之后能够精确地执行泄漏检查所需要的基准时间。当用来确定在关闭钥匙之后是否已过去了该预定时间的步骤S403中的回答是否定的时，重复步骤S403的处理，同时在该预定时间过去时，即当步骤S403中的回答是肯定的时，在步骤S404中实现泄漏检查，并且结束这个流程。

图24示出了泄漏检查执行程序，而图25示出了该系统的各种零件的状态的变化。在泄漏检查执行程序中，执行状态与状态A相对应，并且通过关闭第一转换阀31来执行这个程序。因此，在泵23侧，而不是在节流孔22上，压差传感器45以大气作为基准地探测燃料蒸汽通道21的内部压力。这个压力与图25中的压力相等。

在步骤S501中，泵23被接通(图25中的B)。这个时间的气体流动状态与图5中的状态相同，在该状态下，空气流过燃料蒸汽通道21并又排出到大气中(第一泄漏测量状态)。燃料蒸汽通道21的内部压力在位于节流孔22和泵23之间的位置上变成负的。在步骤S502中，变量i等于0。在步骤S503中，测量压力P(i)。

在步骤S504中，使从直接的、前面的测量压力P(i-1)减去这个时间测量的压力P(i)的改变量P(i-1)-P(i)与阀值Pa进行比较从而确定P(i-1)-P(i)是否小于Pa。当回答是否定的时，变量i在步骤S505中增大，处理流程返回到步骤S503中。当用来确定P(i-1)-P(i)是否小于Pa的步骤S504中的回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S506中。即所测量的压力在驱动泵23时剧烈改变，之后逐渐收敛成这样的一个压力值：该压力值借助例如节流孔22中的通道截面积来限定出。由于所测量出的压力具有这样的情况，因此在所测量出的压力收敛到足够大的程度之后，执行步骤S506和后面的步骤的处理。

在步骤S506中，P(i)被代替成基准压力P1。然后，在步骤S507中，关闭阀18被关闭，旁路打开/关闭阀28被打开，燃料蒸汽通道打开/关闭阀29被关闭(图25中的F)。

这时，燃料箱11、进入通道12、罐13、清洗通道15和清洗过的空气通道17中的气体被排出到大气中，如图26的箭头所示一样，而蒸发系统的压力减小了(第二泄漏测量状态).这时，作为所测量出的压力的收敛压力的一达到压力由蒸发系统中的泄漏孔面积来限定出，因此可以说，除非达到压力没有达到基准压力P1，否则蒸发系统中的泄漏孔大于节流孔22中的通道截面积.步骤S508到步骤S515涉及用来确定在蒸发系统中是否具有泄漏故障的处理，借助使所测量出的压力与基准压力P1进行比较来执行该处理.在步骤S508中，变量i是0.在步骤S509中，测量压力P(i)，然后，在步骤S510中，使所测量出的压力P(i)与基准压力P1进行比较，从而确定P(i)是否小于P1.当回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S513中.在蒸发系统开始吸入之后的早期，所测量出的压力P(i)常常不能到达基准压力P1，并且步骤S510中的回答是否定的.

当用来确定P(i)是否小于P1的步骤S510中的回答是否定的时，处理流程移动到步骤S511中。步骤S511和S512的处理具有与步骤S504和S505相同的内容。在步骤S511中，使从直接的前面的所测量出的压力P(i-1)减去这时所测量出的压力P(i)的改变量P(i-1)-P(i)与阈值Pa进行比较从而确定P(i-1)-P(i)是否小于Pa。当回答是否定的时，变量i在步骤S512中增大，并且处理流程返回到步骤S509中。当用来确定P(i-1)-P(i)是否小于Pa的步骤S511中的回答是肯定的时，处理流程前进到步骤S514中。步骤S511与步骤S504一样等待所测量出的压力P(i)进行收敛(convergence)。

在步骤S513中，确定蒸发系统相对于泄漏量处于正常，同时在步骤S514中，确定故障如泄漏产生在蒸发系统中。因此，当所测量出的压力P(i)到达基准压力P1时，确定正常情况，同时在所测量出的压力P(i)没有达到基准压力P1时，在所测量出的压力P(i)被收敛(converge)的情况下确定产生了故障。该确定是以节流孔中的通道横截面积为基础的。

考虑到泄漏孔的面积来设置节流孔22，该面积可以导致表明产生了故障的确定。

在步骤S513中确定正常情况之后，处理流程前进到步骤S516中。在另一方面，在步骤S514中确定产生了故障之后，处理流程前进到步骤S515中，在该步骤S515中，警告装置进行工作，然后该流程前进到步骤S516中。例如，警告装置是安装在车用仪表板中的指示器。

在步骤S516中，泵23被关闭，关闭阀18被打开，打开/关闭阀18被关闭，燃料蒸汽通道打开/关闭阀29被打开，并且这个流程结束了。

因此，根据这个实施例，借助用于燃料蒸汽浓度测量的节流孔22、泵23和压差传感器45来实现蒸发系统的泄漏检查。以较小的费用来提供燃料蒸汽处理系统，因为它不必提供新的传感器。

泵23的流量可以在测量燃料蒸汽浓度的时间和检查蒸发系统中的泄漏的时间之间从一个转换到另一个中。借助增大或者减小泵23的转数来实现泵流量的转换。图27和28示出了泵特性及燃料蒸汽浓度(附图中的HC浓度)和改变泵转数情况下的ΔP之间的关系。

如前面所提到的一样，从泵特性和节流孔特性之间的交叉点中得到所探测到的压差ΔP.在这种连接中，当泵23的转数设置得较高以相对地提高流动速度时，燃料蒸汽浓度的不同主要被反应在所探测到的压差ΔP(图27)中.即，借助使泵23的转数较高，可以确保较大的探测增益(图24).另一方面，泵23的转数超高，那么在泄漏检查时蒸发系统的压力就越低.当燃料箱11的内部和外部之间的压差在泄漏检查变得太大时，燃料箱11需要较大的强度，该燃料箱11通过由树脂来进行模制而形成.这是不理想的.根据这一点，借助在泄漏检查期间使泵23的转数较小，燃料箱11不需要过高的强度.

(第四实施例)

图29示出了本发明第四实施例的发动机的结构。在第四实施例中，第三实施例的一部分结构被改进来检查蒸发系统中的泄漏，如第三实施例中的一样。基本上执行与前面实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，并且下面主要描述与前面实施例不同的地方。

借助ECU41D由压力传感器451和452所探测到的压力来计算出节流孔22中的压差。没有安装燃料蒸汽通道打开/关闭阀29。

ECU41D基本上与ECU41A相同(图15)。图30示出了由ECU41D所实现的泄漏检查执行程序，而图31示出了燃料蒸汽处理系统的各种零件的状态变化。在步骤S601到S606中，与第三实施例中的步骤S501到S506相同，泵23被打开以让空气流过燃料蒸汽通道21，然后借助压力传感器452来探测压力P(i)，及在得到P(i-1)-P(i)＜Pa的关系时把P1设置成等于P(i)。

在步骤S607中，关闭阀18被关闭，第一转换阀31被打开，并且旁路打开/关闭阀28被打开。借助压力传感器452来测量在这种状态下被收敛的压力。尽管气体在图32所示的这种状态下进行流动，但是与第三实施例不同的是，气体可以流过节流孔22。在步骤S608到S615中，与第三实施例中的步骤S508到S515一样，当P1＜P(i)时，确定正常情况，同时当P1实际上保持等于或者大于P(i)并且P(i)收敛到P(i-1)-P(i)＜Pa时，确定产生了故障并且警告装置进行工作。

在步骤S616中，泵23被关闭，关闭阀18被打开，第一转换阀31被关闭，及旁路阀28被关闭。

因此，蒸发系统和节流孔22借助使第一转换阀31打开而相互连通。因此，借助使用不是压差传感器而是压力传感器来探测要检查的空间的压力，不需要提供阀来关闭位于节流孔22侧上的燃料蒸汽通道21，而不是与压力导管242相连接。其结果是，进一步简化了结构。

不必设置压力传感器451，如图33所示。在这种情况下，在泵23进行工作之前，由压力传感器452所探测到的压力被认为是由图29中的压力传感器451所探测到的压力。其结果是，可以进一步简化结构。

借助在两个泄漏测量状态下测量压力减少范围内的压力来实现蒸发系统的泄漏检查。在这种情况下，在两个泄漏测量状态中的压力减少范围的结合与第三实施例和第四实施例中的一样，其中一个压力减少范围只是具有节流孔的燃料蒸汽通道，或者与第四实施例中的一样，节流孔与蒸发系统形成一体，并且在与泵相对的侧部上不会通到大气中。

与这些模式不一样，可以采用这样的模式：不仅蒸发系统的压力借助泵来减少，而且在与泵相对的侧部上，在通到包括节流孔在内的燃料蒸汽通道的大气中的情况，实现压力减少。在这种情况下，所探测到的压力值依赖于节流孔中的通道横截面积和蒸发系统的泄漏孔中的通道横截面积的总和。因此，借助使这个压力值与压力减少范围只是节流孔的情况下的压力值或者在压力减少范围只是蒸发系统的情况下的压力值相比较，可以确定泄漏孔的尺寸大小。此外，不仅借助泵来减小压力，而且可以采用施加压力。

图34示出了压力施加型泄漏检查的例子，在这个例子中，第二实施例的一部分结构被改进成借助施加压力来执行蒸发系统的泄漏检查。

泵231是电动泵，它可以正、反旋转。以与第二实施例相同的方式来执行燃料蒸汽浓度的测量，同时把泵23的旋转方向设定这样的方向(这个方向的旋转在下文中称为“正向旋转”)：在该方向上，气体从第一转换阀31流到第二转换阀32。除了泵231的旋转方向设置成相反方向(这个方向上的旋转在下文中称为“反向旋转”)之外，以与第三实施例相同的方式来执行蒸发系统的泄漏检查。在这种方法中，可以把压力施加在压力施加范围内，而不是施加在压力减少处。即，当泵231打开而第一和第二转换阀31、32关闭时，且打开/关闭阀28关闭时，空气被加入到燃料蒸汽通道21中并且气体的流出受到节流孔22的限制，因此燃料蒸汽通道21的内部压力升高(第一泄漏测量状态)。接下来，当第一转换阀31打开及打开/关闭阀28打开时，空气沿着由图34的虚线所示的通道从泵231通过旁路27和清洗过的空气通道17来加入，因此蒸发系统被增压(第二泄漏测量状态)。借助比较在这两个状态中所探测到的压力值来执行泄漏检查。

但是，在压力施加型泄漏检查中，在泄漏检查结束之后，需要“内部压力释放”使箱中的内部压力恢复到大气压力。在内部压力释放时，当罐13处于接近临界点的吸附状态时，吸附在罐中的HC借助内部压力释放来实现解吸附，其结果是担心HC进入到泵中。尤其地，在使用具有内部泄漏的结构的泵(即叶片泵)的情况下，由于突破临界点的HC从压力施加线路进入到泵中的结果，泵的P-Q特性发生改变，并且担心，刚好在泄漏检查之后，在探测浓度时，探测到错误的浓度(即在发动机起动之后探测浓度)。作为对策，根据图34所示的结构，在内部压力释放时，设置在旁路27(它使作为主大气线路的、清洗过的空气通道17和泵231相连通)中的打开/关闭阀28关闭。随后，关闭阀18被打开，因此气体从清洗过的空气通道17流入到关闭阀18中，如图所示，因此可以防止HC进入到泵231中。

因此，借助把打开/关闭阀28设置在旁路27中，可以切断罐13和泵231之间的连通。因此，即使在使用具有内部泄漏的泵并刚好在压力施加型泄漏检查之后执行探测浓度时，可以抑制泵特性的变化并且探测精确的浓度。当在车辆运转期间和在泄漏检查之后执行清洗时，没有产生任何特性变化，因为泵部分也通过新鲜气体来扫气。在图34的结构中，可以执行一些工作，因此在内部压力释放时没有关闭打开/关闭阀28，泵231保持打开(而蒸发系统被增压)，关闭阀18被打开，之后，打开/关闭阀28被关闭。此外，在这种情况下，可以防止HC进入到泵部分中。

尽管在上面实施例中，在泄漏检查时，使清洗过的空气通道17和燃料蒸汽通道21相互连通的、同时旁通罐13的旁路27用作压力减少通道或者压力施加通道，但是这不总是构成了限制部分。例如，可以采用没有旁路27的结构，在该结构中，泵23正向旋转从而使从分支通道26通过清洗过的空气通道17的蒸发系统增压。还是在这种情况下，借助关闭第二转换阀32可以防止突破临界点(blow-through)的HC进入到泵23中，在内部压力释放期间，该阀32用作打开/关闭阀。因此，在本发明中，借助使用或者改进现有的结构就可以方便地实现泄漏检查和浓度探测。

在每个上面的实施例中，不仅借助使用压差传感器或者压力传感器来探测压差，而且还根据泵23的工作情况如驱动电压、驱动电流和转数来探测压差.这是由于，这些情况根据泵负荷可以改变.在这种情况下，伏特计、安培计和转速传感器作为装置设置来探测泵的工作情况.

尽管第一和第二转换阀31、32的大气侧开口在上面实施例的结构图中没有示出，但是这些开口通过一些预定管连通到空气滤清器中。在这种连接中，可以采用图35所示的这种结构，在这种结构中，一个空气进入通道51从清洗过的空气通道17进行分支，从而与第一和第二转换阀31、32的大气侧开口相连通，并且连接到空气滤清器52上，燃料蒸汽通道21通过空气进入通道51与清洗过的空气通道17相连通。

因此，不必为每个转换阀设置管子，即结构更加紧凑了。

(第五实施例)

图36示出了本发明第五实施例的发动机结构。在第五实施例中，第三实施例的一部分结构被改进来执行蒸发系统的泄漏检查，如第三实施例中的一样。基本上执行与前面实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，下面主要描述与前面实施例不同的地方。

燃料蒸汽通道61在一端侧上通过转换阀33与分支通道25相连通，该分支通道25从清洗通道15进行分支，该转换阀33用作测量通道开关装置，并且燃料蒸汽通道61在它的相对端侧上与清洗过的空气通道17相连通。转换阀33是具有三通阀结构的电磁阀，它适合在燃料蒸汽通道61通到大气中且分支通道25被关闭的那侧和分支通道25与燃料蒸汽通道61相互连通的那侧之间进行转换。

节流孔63和泵62设置在燃料蒸汽通道61中。压力导管241和242在节流孔63的两端上连接到燃料蒸汽通道61中，节流孔63之前和之后的压差借助压差传感器45来探测。

转换阀34设置在压力导管242(它设置在清洗过的空气通道17侧上)中，从而在燃料蒸汽通道61侧和大气开口侧之间使压差传感器45从一侧转换到另一侧中。转换阀34是具有三通阀结构的电磁阀。转换阀33和34借助ECU41E来进行控制。当转换阀34转换到燃料蒸汽通道61侧中时，由压差传感器45所提供的探测信号显示燃料蒸汽通道61的内部压力。泵62是电动泵，它可以正反旋转，它的打开-关闭和旋转方向的转换借助ECU41E来控制。

通道64旁通节流孔63，并且打开/关闭阀65设置在通道64中。打开/关闭阀是具有两通阀结构的电磁阀。此外，在这个实施例中，如前面实施例中的一样，关闭阀18设置来打开和关闭清洗过的空气通道17。除了清洗阀16之外还使用四个阀。尽管这个数目比第三实施例少一个，但是可以进行工作(燃料蒸汽浓度测量和蒸发系统的泄漏检查)，如前面实施例中的一样。

(燃料蒸汽浓度的测量)

首先，打开/关闭阀65关闭，并且关闭阀18被打开。然后，转换阀33转换到大气敞开侧，并且转换阀34被转换到燃料蒸汽通道61侧中。泵62的旋转方向被转换到这样的方向上：在该方向上，来自泵62的排出气体流入到节流孔63中(这个方向的旋转在下文中称为“正旋转”)。其结果是，从上述通道的一端进入燃料蒸汽通道61中的空气通过清洗过的空气通道17并又排出到大气侧中。这种状态与图5所示的每个前面的实施例中的第一浓度测量状态相对应。这时，压差传感器45所探测到的压差被输入到ECU41E中。

接下来，把转换阀33转换到分支通道25侧，并且关闭阀18被关闭.其结果是，形成有封闭的环形通道，沿着该通道，罐13内的、含有燃料蒸汽的空气从清洗通道15通过燃料蒸汽通道61，并且又返回到罐13.这种状态与图6所示的每个前面实施例中的第二浓度测量状态相对应.这时，由压差传感器45所探测到的压差被输入到ECU41E中.

在ECU41E中，根据在第一和第二浓度测量状态中所探测到的压差，以与前面实施例相同的方式(参见图3中的步骤S206到S208)来计算出燃料蒸汽浓度。

(蒸发系统中的泄漏检查)

还在蒸发系统的泄漏检查的情况下，打开/关闭阀65首先被关闭，并且关闭阀18被打开。然后，转换阀33转换到大气敞开侧，转换阀34转换到大气敞开侧中。在燃料蒸汽浓度测量时，泵62沿着与旋转方向相反的方向(在下文中称为“反向旋转”)进行旋转。其结果是，燃料蒸汽通道61内的空气在下面这样的情况下被排出：空气的进入受到节流孔63的限制。这种状态与第三实施例中的第一泄漏测量状态相对应，输入由压差传感器45所探测到的压力，直到它进行收敛为止(参见图24中的步骤S502到S506)。

接下来，关闭阀18被关闭，打开/关闭阀65被打开。泵62如上面那样进行反向旋转。其结果是，从罐13到清洗阀16和转换阀33及从罐13到泵62的封闭空间形成为要检查的空间，并且借助泵62来排出空气。这种状态与第三实施例中的第二泄漏测量状态相对应，输入由压差传感器45所探测到的压力，直到它进行收敛为止。在ECU41E中，根据在第一和第二泄漏测量状态中所探测到的压力，确定具有泄漏或者没有泄漏，因为泄漏孔的面积是基于节流孔63中的通道横截面积，该节流孔是与第三实施例一样的基准喷孔(参见步骤S506到S515)。

在第二浓度测量状态中，气体循环环形通道形成在燃料蒸汽通道61和罐13之间。当在所述通道上得到第二泄漏测量状态时，不仅需要借助转换阀33在分支通道25和燃料蒸汽通道61之间进行关闭，而且还需要设置管来把蒸发系统连接到泵62上，例如在泵62和转换阀33之间的位置上设置管来把清洗过的空气通道17连接到燃料蒸汽通道61上，还设置阀来打开和关闭所述管(参见第三实施例(图22)中的旁路27和旁通打开/关闭阀28)。

借助使泵62的旋转方向反向以使气体流动方向反向，这些管和阀可以被省略。因此，根据这个实施例，尽管这种简单结构减少了阀的数目，但是燃料蒸汽浓度的测量和蒸发系统的泄漏检查基本上与第三实施中的相同。

(第六实施例)

图37示出了本发明第六实施例的发动机结构。这个实施例相应于取代第五实施例的一部分结构。执行基本上与第一实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，下面主要描述与前面实施例不同的地方。

在这个实施例中，设置在燃料蒸汽通道61中的转换阀66由具有节流孔的电磁阀构成。在一个转换状态中，燃料蒸汽通道61变成了具有节流孔661的通道，同时在另一个转换状态中，燃料蒸汽通道61变成了没有节流孔的简单通道。该一个转换状态等同于第五实施例中的打开/关闭阀65的关闭状态，而该另一个转换状态基本上等同于阀65的打开情况，因此可以实现第一和第二浓度测量状态和第一和第二泄漏测量状态。由于相关的通道可以被省去，因此结构得到了进一步的简化，管的布置变得简洁了。

ECU41F不仅控制阀18、33和34，而且还控制电磁阀66，因此可以实现第一和第二浓度测量状态和第一和第二泄漏测量状态.

(第七实施例)

图38示出了本发明第七实施例的发动机结构。这个实施例对应于取代第五实施例的一部分结构。执行基本上与前面实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，下面主要描述与前面实施例不同的地方。

在这个实施例中，单向阀35设置在压力导管242中，而不是用来使压差传感器45的压力导管242在燃料蒸汽通道61侧和大气敞开侧之间从一个转换到另一个的转换阀。以这样的方式来安装单向阀35，以致从燃料蒸汽通道61到压差传感器45的方向是正向。当节流孔63处于泵62的排出侧上时单向阀35打开，并且从由压差传感器45所探测到的信号中得到压差。当节流孔63在泄漏测量状态下处于泵62的吸入侧上时，单向阀35关闭，并且从由压差信号45所探测到的信号中得到燃料蒸汽通道61的内部压力。因此，借助只转换泵62的旋转方向，压差传感器45的输出可以在压差和压力之间进行转换，而没有借助ECU41G来控制。因此，不仅可以简化结构，而且可以减轻ECU41G上的控制负担。

(第八实施例)

图39示出了本发明第八实施例的发动机结构。这个实施例对应于取代第五实施例的一部分结构。执行基本上与前面实施例相同的工作的一些部分用与前面实施例相同的标号来表示，下面主要描述与前面实施例不同的地方。

在这个实施例中，与图15和29相同，设置两个压力传感器451和452来取代压差传感器45，借助在ECU41H中计算由压力传感器451和452所探测到的压力之间的差值，得到用来测量燃料蒸汽浓度所需要的节流孔63中的压差，同时从由压力传感器451或者452中所探测到的信号中得到在蒸发系统中进行泄漏检查所需要的燃油蒸发通道61的内部压力。借助不需要第五和第七实施例中的阀装置34和35，可以进一步简化结构。

尽管在每个上面实施例中泵只用来测量燃料蒸汽浓度和进行蒸发系统中的泄漏检查，但是如下面那样泵可以用来帮助清洗燃料蒸汽。在图1和22中的结构中执行清洗期间，关闭阀18被关闭，第一转换阀31被关闭，及第二转换阀32被打开。当在这种状态下驱动泵23时，形成有图40所示的气流通道(所示出的结构是图1的结构)，并且可以提高清洗流动速度。在发动机中或者在进气管2的低负压的工作区域中，可以补充清洗量。在图36的结构中执行清洗期间，关闭阀18被关闭，并且打开/关闭阀65被打开。转换阀33处于大气敞开侧上。当泵23工作在这种状态下时，形成有图41所示的气流通道，因此可以提高清洗流动速度。泵62上的负担在这个实施例中较小。此外，在图1和22中的结构中，借助设置旁通节流孔22的通道和设置阀来打开和关闭所述通道使泵的负担减轻了。但是，需要一个这样的辅助阀。可以说，使用泵的第五到第七实施例的结构具有极高的实际值，而泵可以进行正反旋转以减少阀的数目。

在探测第一浓度测量状态下的压差和探测第二浓度测量状态下的压差之前，可以执行燃料蒸汽的预先清洗.借助对保留在罐和清洗通道中的燃料蒸汽进行一次清洗，在第一浓度测量状态下可以避免燃料蒸汽混合到流过燃料蒸汽通道的气体中，其中，流过燃料蒸汽通道的气体是空气.可以增加这样的处理：根据ECU控制程序，作为预先清洗装置，清洗阀18在执行浓度探测程序之前打开一个预定时间(步骤S102).在这种情况下，预定时间设定成，使那个时间期间的清洗量等于从清洗过的空气通道的前端到关闭阀的容积.可以防止预先清洗持续长于所需要的时间，并且迅速移动到浓度探测程序中.

本发明的具体描述不局限于上面所描述的这些，而是在它们没有与本发明要点相矛盾的范围内，可以采用任何其它描述。

Claims (19)

1.一种用于内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，它包括：

罐(13)，它装有吸附材料(14)，以暂时吸附从燃料箱(11)的内部通过进入通道(12)导入其中的燃料蒸汽；

清洗通道(15)，用于将包含从吸附材料(14)所释放出来的燃料蒸汽的空气-燃料混合物导入到内燃机(1)的进气管(2)中，并且清洗燃料蒸汽；

清洗控制阀(16)，它设置在清洗通道(15)中，以根据空气-燃料混合物中的燃料蒸汽浓度的测量结果来调整清洗流动速度；

其特征在于，所述系统还包括：

测量通道(21)，它具有节流孔(22)；

气流产生装置(23)，它在测量通道(21)内和沿着测量通道(21)产生气流；

测量通道开关装置(31、32、33)，它在第一浓度测量状态和第二浓度测量状态之间转换测量通道(21)，在该第一浓度测量状态下，测量通道(21)在它的两端上通到大气中，从而允许空气流过测量通道(21)，而在第二浓度测量状态下，该测量通道(21)在两端上与罐(13)相连通，从而允许从罐(13)中供给来的空气-燃料混合物流过测量通道(21)；

压差探测装置(45)，用于探测节流孔(22)两端上的压力；及

燃料蒸汽浓度计算装置(41)，用于根据在第一浓度测量状态下所探测到的压差和在第二浓度测量状态下所探测到的压差，计算燃料蒸汽浓度。

2.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，燃料蒸汽浓度计算装置(41)预先储存用于使燃料蒸汽浓度与比率相关联的线性功能，并且设置成根据线性功能来计算燃料蒸汽浓度，该比率是在第一浓度测量状态下所探测到的压差和在第二浓度测量状态下所探测到的压差之间的比率。

3.如权利要求1或者2所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，它还包括：

一允许清洗流动速度上限值设定装置(41)，它根据内燃机(1)的工作情况设定清洗流动速度的允许上限值；及一开度设定装置(41)，它设定清洗控制阀(16)的开度，因此实际清洗流动速度不会超过允许的上限值。

4.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，它还包括：

旁路(27)，它将用来把清洗过的空气供给到罐(13)中的清洗过的空气通道(17)和测量通道(21)相互连接起来，从而使一部分清洗过的空气从清洗过的空气通道(17)通过旁路(27)供给到清洗通道(15)中，同时与罐(13)旁通并且进一步通过测量通道(21)；及

另一个燃料蒸汽浓度计算装置(41)，它根据在清洗燃料蒸汽时所探测到的压差来计算燃料蒸汽浓度。

5.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，在清洗燃料蒸汽之前执行燃料蒸汽浓度的测量。

6.如权利要求5所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，燃料蒸汽浓度计算装置(41)通过预定循环把燃料蒸汽浓度更新成最新的值，以及根据燃料蒸汽浓度的最新值来设定清洗控制阀(16)的开度。

7.如权利要求3所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，在执行燃料蒸汽浓度测量之前，为清洗控制阀(16)的设定开度提供一预定的上限值。

8.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，

测量通道开关装置(31、32)包括：第一转换阀(31)，它设置在测量通道(21)的一端部上从而使该一端部与设置在清洗通道(15)侧上的开口或者设置在大气侧上的开口相连通；及第二转换阀(32)，它设置在测量通道(21)的相反端部上，从而使相反端部与设置在罐(13)侧上的开口或者设置在大气侧上的开口相连通；及

设置一大气进入通道(51)，该大气进入通道(51)从清洗过的空气通道(17)进行分支，该清洗过的空气通道把作为空气-燃料混合物的构成物的、清洗过的空气供给到罐(13)中，该进入通道(51)与第一转换阀(31)的大气侧开口和第二转换阀(32)的大气侧开口相连通。

9.如权利要求8所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，还包括：

预先清洗装置，用于在探测第一浓度测量状态下的压差和探测第二浓度测量状态下的压差之前，执行燃料蒸汽的预先清洗。

10.如权利要求9所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，

预先清洗时的清洗量等于清洗过的空气通道(17)的前端到关闭阀(18)的容积，该空气通道(17)通到大气，关闭阀(18)设置在清洗过的空气通道(17)中，以将罐(13)从大气侧关闭。

11.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，气流产生装置(23)是电动泵，该泵的转数被控制成恒定值。

12.如权利要求11所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，

转数被设置成：使在第一浓度测量状态下所探测到的压差落入预定范围内。

13.如权利要求1所述的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，

气流产生装置(23)是电动泵，和压差探测装置(45)包括泵工作状态探测装置，该泵工作状态探测装置用来探测电动泵的工作状态，该工作状态根据电动泵上的负荷而进行改变。

14.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，一封闭空间包括罐(13)并且在关闭清洗控制阀(16)时形成，该封闭空间用作检查气体泄漏的空间，该系统还包括：

泄漏检查通道(61)，它在一端通到大气，并且设置有基准孔(63)；

压力施加装置(62)，它为封闭空间和泄漏检查通道(61)的内部施加或者减少压力；

压力探测装置(45)，在借助压力施加装置来增压或者减压之后，它探测封闭空间或者泄漏检查通道内的压力；

压力施加范围转换装置(33)，它从封闭空间和泄漏检查通道的内部中选择至少一个借助压力施加装置(62)来增压或者减压的压力施加范围，并且在压力施加范围内相互不相同的两个泄漏测量状态之间从一个转换到另一个中；及

泄漏孔确定装置(41)，用于根据在第一泄漏测量状态下所探测到的压力和在第二泄漏测量状态下所探测到的压力来确定封闭空间中的泄漏孔的尺寸大小，

压力施加装置(23)，它由气流产生装置(23)构成。

15.如权利要求14所述的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，压力施加装置(23)用来给封闭空间和泄漏检查通道(21)的内部进行增压，以及用来打开和关闭通道的打开/关闭阀(29)设置在通道中，该通道用于压力施加装置(23)中以对封闭空间增压。

16.如权利要求14所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，泄漏检查通道由浓度测量通道(21)来构成，基准孔(22)由节流孔(22)来构成，压力施加范围转换装置由测量通道转换装置(33)来构成，压力探测装置(45)由压差探测装置来构成；

作为压力施加装置的气流产生装置(23)由电动泵来构成，该电动泵设置在浓度测量通道(21)中并且可以在正向和反向之间转换它的旋转方向；

转换阀设置为浓度测量通道(21)中的测量通道转换装置(31、32、33)，该转换阀在第一浓度测量状态下使浓度测量通道(21)在它的一端上通到大气中，并且关闭来自浓度测量通道(21)的清洗通道(15)，该转换阀在第二浓度测量状态下使浓度测量通道(21)与清洗通道(15)相连通；及

在第一泄漏测量状态下，泄漏检查通道选择为压力施加范围，同时在第二泄漏测量状态下，封闭空间选择为压力施加范围，该转换阀设置成与在第一浓度测量状态下相同的状态，并且使电动泵的旋转方向反向到第二浓度测量状态下的方向上。

17.如权利要求14所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，气流产生装置(23)是电动泵，该电动泵的转数被控制成恒定值，从而在测量燃料蒸汽浓度期间较大，而在气体泄漏检查期间较小。

18.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，一封闭空间包括罐(13)并且在关闭清洗控制阀(16)时形成，该封闭空间用作检查气体泄漏的空间，该系统还包括：

泄漏检查通道(21)，它在一端通到大气，并且设置有基准孔(22)；

压力施加装置(23)，它为封闭空间和泄漏检查通道(21)的内部施加或者减少压力；

压力探测装置(45)，在借助压力施加装置(23)来增压或者减压之后，它探测封闭空间或者泄漏检查通道内的压力；

压力施加范围转换装置(31、32)，它从封闭空间和泄漏检查通道的内部中选择至少一个借助压力施加装置来增压或者减压的压力施加范围，并且在压力施加范围内相互不相同的两个泄漏测量状态之间从一个转换到另一个中；及

泄漏孔确定装置(41)，它根据在第一泄漏测量状态下所探测到的压力和在第二泄漏测量状态下所探测到的压力来确定封闭空间中的泄漏孔的尺寸大小，

压力探测装置(45)，它由压差探测装置来构成。

19.如权利要求1所述的内燃机(1)的燃料蒸汽处理系统，其特征在于，测量通道(21)在清洗燃料蒸汽期间在它的一端上通到大气中，并且在它的相对端上与罐(13)相连通，气流产生装置(23)在清洗燃料蒸汽期间进行工作，从而从测量通道(21)中供给清洗过的空气。

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