DE4120279A1

DE4120279A1 - Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE4120279A1
Application number: DE4120279A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Tada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-01-09
Also published as: DE4120279C2; US5139001A; KR940004343B1; KR920002915A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeuges oder ähnlichem, genauer ein Beseitigungssystem für verdampftes Kraftstoffgas zum Adsorbieren und Beseitigen verdampften Gases des Kraftstoffes in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges oder ähnlichem und genauer ein Kraftstoffeinspritzsystem, ausgerüstet mit einem Beseitigungssystem für verdampftes Kraftstoffgas des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges oder ähnlichem.

Früher, wie offenbart in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2 37 348/1989, wurde ein Kraftfahrzeug ausgerüstet mit einer Adsorptionsvorrichtung für verdampftes Kraftstoffgas, die die Adsorption und die Beseitigung des Gases entsprechend dem Betrieb des Motors steuerte, so daß verdampftes Kraftstoffgas in einem Kraftstofftank nicht an die Luft abgelassen wurde.

Da die herkömmliche Adsorptionsvorrichtung für verdampftes Kraftstoffgas wie oben aufgebaut ist, wird eine Messung der verdampften Gasmenge nicht durchgeführt. Völlig unbekannt ist insbesondere, wie groß die Gasmenge ist, die in der Beseitigungszeit beseitigt bzw. geklärt wird. Vor kurzem wurden Umweltanforderungen streng und Abgassteuerung wird mehr und mehr verstärkt. Daher wird es selbst in dem Beseitigungssystem erforderlich, die beseitigte Gasmenge zu kennen.

Ferner ist die in den Motor eingesaugte Gasmenge während der Beseitigungszeit nicht bekannt, da keine Messung der verdampften Gasmenge durchgeführt wird. Daher wird bei dem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem eine Korrektur bezüglich der beseitigten Gasmenge beim Beseitigen durch einen geschätzten, über Tests ermittelten Wert durchgeführt. Angesichts der Umweltanforderung bei der Abgassteuerung ist die Korrektur mittels geschätztem Wert ohne Genauigkeit.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffversorgungssystem einschließlich eines Beseitigungssystems für verdampftes Kraftstoffgas zu schaffen, das in der Lage ist, genau die verdampfte Gasmenge zu messen, die in den Motor angesaugt wird. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffversorgungssystem einschließlich eines Kraftstoffeinspritzsystems zu schaffen, das in der Lage ist, die Kraftstoffmenge durch genaue Messung der beseitigten Gasmenge zu korrigieren, die zum Motor angesaugt wird.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffversorgungssystem einschließlich eines Beseitigungssstems für verdampftes Kraftstoffgas, das eine beseitigte Gasmenge während des Beseitigens mißt, geschaffen, das umfaßt: eine Adsorptionseinrichtung für verdampftes Kraftstoffgas, die zumindest einen Ansauganschluß, einen Ausstoßanschluß, einem Beseitigungsanschluß, einer Kammer, in der ein Adsorptionsmittel, das ein verdampftes Kraftstoffgas adsorbiert, eingefüllt ist, und eine Erfassungseinrichtung aufweist, zur Erfassung einer Menge der Adsorption durch das Adsorptionsmittel,
eine Beseitigungseinrichtung zur Beseitigung eines adsorbierten Gases;
eine Druckerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Drucks am Beseitigungsgasausstoßteil; und
eine Ansaugluft-Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Temperatur von Ansaugluft, die während der Beseitigung des adsorbierten Gases strömt.

Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffversorgungssystem, das ein Kraftstoffeinspritzsystem einschließt, geschaffen, das umfaßt:
eine Adsorptionseinrichtung für verdampftes Kraftstoffgas mit zumindest einem Ansauganschluß, einem Ausstoßanschluß,
einem Beseitigungsanschluß, einer Kammer, in die ein Adsorptionsmittel, das ein verdampftes Kraftstoffgas adsorbiert, eingefüllt ist, und einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Größe der Adsorption durch das Adsorptionsmittel;
eine Beseitigungseinrichtung zur Beseitigung eines adsorbierten Gases;
eine Beseitigungsluftmengenerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beseitigungsluftmenge während des Beseitigens;
einer Luftmengenerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Luftmenge für das Ansaugen eines Motors;
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff, der für den Motor erforderlich ist; und
eine Motorsteuereinrichtung für den Betrieb verschiedener Stellglieder, die in dem Motor installiert sind, durch Empfangen von Signalen verschiedener Sensoren, die in dem Motor installiert sind;
wobei die Motorsteuereinrichtung eine Beseitigungsgasmenge aus der Größe der Adsorption durch das Adsorptionsmittel und die Beseitigungsluftmenge während des Beseitigens des adsorbierten Gases erfaßt und eine Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert, die durch die Luftmenge für das Ansaugen des Motors bestimmt wird, entsprechend zur Beseitigungsgasmenge.

Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und viele der damit einhergehenden Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer hervor, in denen zeigt:

Fig. 1 ein Aufbaudiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems;

Fig. 2 ein Aufbaudiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Adsorptionseinrichtung für verdampftes Kraftstoffgas;

Fig. 4 ein Steuerschaltkreisdiagramm zur Erfassung einer Adsorptionsmenge;

Fig. 5 ein elektrisches equivalentes Schaltkreisdiagramm der Adsorptionsmengen-Erfassungseinheit; und

Fig. 6 ein Aufbaudiagramm, das ein anderes Verfahren der Adsorptionsmengenerfassung zeigt.

Fig. 1 ist ein Aufbaudiagramm, das ein Beseitigungssystem für verdampftes Kraftstoffgas gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezugszeichen 1 kennzeichnet einen Motor eines Kraftfahrzeugs oder ähnlichem, Bezugszeichen einen Krümmer des Motors 1, Bezugszeichen 12 eine Drosselklappe, die eine Ansaugmenge steuert, Bezugszeichen 13 ein Luftströmungsmengenmeßgerät, Bezugszeichen 14 einen Luftreiniger, der Luft von außen zuführt, und Bezugszeichen 15 einen Drucksensor, der einen Druck im Krümmer 11 erfaßt. Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Kraftstofftank, Bezugszeichen 3 eine Adsorptionseinrichtung für verdampftes Kraftstoffgas, Bezugszeichen 4 ein Rückschlagventil, das an einer Leitung zwischen dem Kraftstofftank 2 und der Adsorptionseinrichtung 3 für verdampftes Kraftstoffgas installiert ist, Bezugszeichen 5 ein Beseitigungssteuerventil, das die Beseitigungsmenge steuert, Bezugszeichen 6 eine Motorsteuereinheit und Bezugszeichen 7 einen Ansauglufttemperatursensor. Bezugszeichen 321 kennzeichnet einen Ausstoßanschluß der Adsoprtionseinrichtung 3 für verdampftes Kraftstoffgas, Bezugszeichen 331 einen Ansauganschluß davon, Bezugszeichen 332 einen Beseitigungsanschluß davon und Bezugszeichen 371 einen Steuerschaltkreis.

Fig. 3 zeigt ein detailliertes Aufbaudiagramm der Adsorptionseinrichtung 3 für verdampftes Kraftstoffgas. Die Abtrennung 34 mit einer Vielzahl von Zirkulationsöffnungen 341, angeordnet an der Bodenseite der Vorrichtung, und die Abtrennung 35, ebenfalls mit einer Vielzahl von Zirkulationsöffnungen 351, angeordnet an der Oberseite der Einrichtung, sind in der Kammer installiert, die durch das Gehäuse 32, das am Boden den Ausstoßanschluß 321 an die Luft aufweist, und durch den Deckel 33 abgedichtet wird, der den Ansauganschluß 331 für verdampftes Gas und den Beseitigungsanschluß 332 aufweist. Kammern A, B, C und D werden vertikal durch die Abtrennungen 34 und 35 gebildet. Kammer A ist mit dem Ansauganschluß 331, Kammer B mit dem Beseitigungsanschluß 332, Kammer D mit dem Ausstoßanschluß 321 und Kammer C mit den Kammern A, B bzw. D über die Zirkulationsöffnungen 341 und 351 verbunden.

Die Elektroden 344 und 345 sind installiert, die gegenüberliegend an den Haltern 342 und 343 ausgebildet sind, die an der Abtrennung 34 in Kammer C ausgebildet sind. Ferner ist ein aus aktiviertem Kohlenstoff bestehendes Adsorptionsmittel 36 in Kammer C eingefüllt. Der Ansauglufttemperatursensor 7 ist am Ausstoßanschluß 321 installiert. Die Elektroden 344 und 345 sind an den Steuerschaltkreis 371, der ausserhalb des Gehäuses 32 installiert ist, über die Zuleitungsdrähte 346 und 347 angeschlossen. Bezugszeichen 37 kennzeichnet ein Gehäuse, das den Steuerschaltkreis 371 aufnimmt, Bezugszeichen 372 eine Durchführungsdichtung zur Herausführung der Zuleitungsdähte 346 und 347, und Bezugszeichen 373 einen externen Zuleitungsdrahtanschluß.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Steuerschaltkreises 371 zeigt. In diesem Steuerschaltkreis 371 wird eine Veränderung des elektrischen Widerstandes R_x zwischen den Elektroden 344 und 345 erfaßt. r₁ bis r₃ bilden eine Widerstandsbrückenschaltung und V_cc ist eine Versorgungsspannung. Fig. 5 ist ein Diagramm, das einen äquivalenten Schaltkreis zeigt, in dem eine elektrische Kapazität C_x zwischen den Elektroden 344 und 345 installiert ist.

Im folgenden wird eine Erläuterung des Betriebs des Ausführungsbeispiels gegeben. Das verdampfte Gas im Kraftstofftank 2 wird in Kammer A über das Rückschlagventil 4 und den Ansauganschluß 331 eingeleitet, wenn die verdampfte Gasmenge erhöht ist und der Druck im Kraftstofftank 2 gesteigert ist, die weiter in Kammer C durch Hindurchtreten durch die Zirkulationsöffnungen 351 geführt wird. In Kammer C wird der Gasteil des verdampften Gases durch das Adsorptionsmittel 36 adsorbiert, und nur Luft tritt durch Passieren durch die Zirkulationsöffnungen 341 in die Kammer D ein und wird an die Umgebungsluft über den Ausstoßanschluß 321 abgegeben. Wenn der Beseitigungszustand des Motors 1 in Ordnung ist, wird das im Adsorptionsmittel 36 adsorbierte Gas, zusammen mit durch den Ausstoßanschluß 321 strömender Luft getrennt vom Adsorptionsmittel 36 und über den Krümmer 11 abgeführt. Das Gemisch wird begleitet von Luft, die durch den Luftreiniger 14 das Luftmengenmeßgerät 13 und die Drosselklappe 12 strömt, und wird zum Motor 1 angesaugt.

Die Adsorption und Separation des verdampften Gases im Adsorptionsmittel 36 verändert eine elektrische Eigenschaft des Adsorptionsmittels, zum Beispiel die Leitfähigkeit oder die dielektrische Konstante. Dementsprechend wird der Widerstandswert R_x oder der Kapazitätswert C_x zwischen den Elektroden 344 und 345, die in Kammer C installiert sind, durch die Adsorption oder Separation des Gases verändert. Wie in Fig. 3 gezeigt, bildet der Widerstand R_x zwischen den Elektroden 344 und 345 ein Element einer Brücke und die anderen Elemente der Brücke werden gebildet durch feste Widerstände r₁ bis r₃. Die Versorgungsspannung V_cc wird an gegenüberliegende Knoten des durch r₁ bis r₃ gebildeten Brückenschaltkreises angelegt. Entsprechend zur Veränderung des Widerstandes R_x wird eine elektrische Spannung zwischen den anderen gegenüberliegenden zwei Knoten erzeugt. Es wird möglich, die Adsorptionsmenge des verdampften Gases durch die Veränderung dieser elektrischen Spannung zu messen.

Wie oben erwähnt, wird das Meßverfahren erläutert, das die Veränderung der elektrischen Eigenschaft durch die Adsorptionsmenge des Adsorptionsmittels 36 ausnützt, das in der Adsorptionsvorrichtung 3 für verdampftes Gas installiert ist. Durch ein anderes Meßverfahren, wie in Fig. 6 gezeigt, wird derselbe Effekt erzielt durch Ausnützen der Veränderung der Temperatur des Gases, erfaßt durch den Temperatursensor 38, der in dem Adsorptionsmittel eingebettet ist.

Die Menge des Gases, das in der Öffnungszeit des Beseitigungssteuerventils 5 zum Motor strömt, wird durch die Adsorptionsmenge im Adsorptionsmittel 36, die Temperatur der in der Beseitigungszeit strömenden Luft und die Luftstrommenge bestimmt. Durch Messung des Drucks im Krümmer 11 über den Drucksensor 15 und der Temperatur der einströmenden Luft durch den Temperatursensor 7 wird demgemäß die Gasmenge erzielt durch folgende Gleichung:

worin Gp die Beseitigungsgasmenge, Qp die Beseitigungsluftmenge, P_a der atmosphärische Druck, P_I der Krümmerdruck, T_a die Temperatur der einströmenden Luft und S_p eine Querschnittsfläche des Beseitigungsdurchlasses ist. Wie zuvor erläutert ist erfindungsgemäß ein Gasansaugmengenerfassungsmechanismus in der Adsorptionseinrichtung für verdampftes Kraftstoffgas installiert, wird eine Messung der Temperatur der einströmenden Luft in der Beseitigungszeit durchgeführt und wird eine Messung des Drucks am Eingang der Beseitigungsgasströmung in den Motor durchgeführt. Durch diese Messungen wird die einströmende Luftmenge erhalten, die es ermöglicht, den Motor genau über die einströmende Gasmenge zu informieren.

Bezugnehmende auf die Zeichnungen wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 2 ist ein Aufbaudiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffversorgungssystems gemäß der Erfindung zeigt. In Fig. 2 sind die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder korrespondierende Teile wie in Fig. 1 vergeben worden. Bezugszeichen 113 kennzeichnet eine Einspritzdüse. Eine Erläuterung der anderen Teile wird unterlassen. Eine Erläuterung der Adsorptionseinrichtung 3 für verdampftes Kraftstoffgas, dargestellt in den Fig. 3 bis 5, wird unterlassen, da die Vorrichtung dieselbe ist wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Im folgenden wird der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Durch den Motor 1 wird Luft angesaugt, die eine Luftmenge besitzt, die über den Öffnungsgrad der Drosselklappe 12 bestimmt wird, der einem nicht dargestellten Beschleunigungspedal entspricht. Zur selben Zeit wird Kraftstoff von der Einspritzdüse 113 eingespritzt, so daß das Luft-Kraftstoffgemisch ein vorbestimmtes Mischungsverhältnis aufweist. Dieses Gemisch wird im Motor 1 verbrannt und erzeugt einen Ausgang. Eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 13 wird durch die Motorsteuerungseinheit 6 hauptsächlich aus einem Druck im Krümmer 11 bestimmt, d. h. dem Ausgangssignal des Drucksensors 15, und eine Umdrehungsanzahl des Motors als Signaleingänge. Wenn kein Beseitigen des verdampften Gases stattfindet, kann daher das Mischungsverhältnis hauptsächlich über den Drucksensor 15 und die Umdrehungszahl des Motors 1 bestimmt werden. Wenn die Beseitigung stattfindet, wird durch die Beseitigungsgasmenge das Mischungsverhältnis verändert. Durch Kenntnis der Gasmenge des Beseitigens wird dementsprechend eine Korrektur des Mischungsverhältnisses durchgeführt. Die Beseitigungsgasmenge wird bestimmt über die Gasmenge, die in dem Adsorptionsmittel 36 adsorbiert wird und die Beseitigungsluftmenge, die während der Beseitigungszeit in den Krümmer 11 fließt.

Hinsichtlich des Erfassungsverfahrens für die Beseitigungsgasmenge wird eine Erläuterung unterlassen, da dasselbe Verfahren wie das beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Die Gasmenge, die während der Öffnungszeit des Beseitigungssteuerventils in den Motor 1 fließt, wird ebenso über die Gleichung (1) bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt. Ein optimales Mischungsverhältnis, das vom Motor 1 verlangt wird, wird aufrechterhalten, selbst während der Beseitigungszeit durch die Korrektur der Kraftstoffmenge an der Einspritzdüse 13, die bestimmt wird durch den Drucksensor 15 und die Umdrehungszahl des Motors 1, angepaßt an die Beseitigungsgasmenge durch die folgende Gleichung:

worin G die Kraftstoffmenge, Q_a die Motoransaugluftmenge, A/F das Zielmischungsverhältnis, K eine Konstante und N die Umdrehungszahl ist.

Wie zuvor erwähnt wurde das Verfahren bei dem Kraftstoffeinspritzsystem erläutert, das die Kraftstoffmenge über den Druck und die Umdrehungszahl bestimmt. In diesem System kann der Drucksensor 15, der in dem Kraftstoffeinspritzsystem verwendet wird, ebenso verwendet werden zur Erfassung der Beseitigungsgasmenge, was ein wirtschaftliches System ist. Andererseits wird, bei dem System in dem eine erforderliche Kraftstommenge über die Ansaugluftmenge des Motors 1 unter Einsatz eines Luftmengenmeßgerätes bestimmt wird, der gleiche Effekt wie oben erzielt durch Installierung eines Drucksensors am Beseitigungsgasausstoßteil und durch Erfassung des Drucks.

Ferner, bei diesem Ausführungsbeispiel, wurde das Verfahren der Messung der Beseitigungsluftmenge während der Beseitigungszeit über Druck und Temperatur erläutert. Jedoch kann derselbe Effekt erzielt werden durch direkte Messung der Beseitigungsluftmenge unter Verwendung eines Luftstrommengenmeßgeräts.

Wie oben erläutert, gemäß der vorliegenden Erfindung, sind eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Gasadsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffgases ebenso wie eine Erfassungseinrichtung für Beseitigungsluft zur Erfassung der Beseitigungsluftmenge, die während der Beseitigungszeit strömt, installiert. Über diese Einrichtungen wird die Beseitigungsgasmenge während der Beseitigungszeit bestimmt und die Kraftstoffeinspritzmenge wird entsprechend der Beseitigungsgasmenge korrigiert. Selbst während der Beseitigungszeit wird das vorbestimmte Mischungsverhältnis, das vom Motor verlangt wird, aufrechterhalten, was ein im Hinblick auf die Beseitigung des Abgases oder die Ausgangsstabilisierung des Motors exzellentes Kraftstoffeinspritzsystem realisiert.

Claims

1. Kraftstoffversorgungssystem mit einem Beseitigungssystem für verdampftes Kraftstoffgas, das eine Beseitigungsgasmenge beim Beseitigen mißt, das umfaßt:
eine Adsorptionseinrichtung (3) für verdampftes Kraftstoffgas mit zumindest einem Ansauganschluß, einem Ausstoßanschluß, einem Beseitigungsanschluß, einer Kammer, in die ein Adsorptionsmittel, das ein verdampftes Kraftstoffgas adsorbiert, eingefüllt ist, und eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Menge der Adsorption durch das Adsorptionsmittel;
eine Beseitigungseinrichtung zur Beseitigung eines adsorbierten Gases;
eine Druckerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Drucks am Beseitigungsgasausstoßteil; und
eine Ansaugluft-Temperaturerfassungseinrichtung (7) zur Erfassung einer Temperatur von Ansaugluft, die während der Beseitigung des adsorbierten Gases strömt.

2. Kraftstoffversorgungssystem, das ein Kraftstoffeinspritzsystem einschließt, und umfaßt:
eine Adsorptionseinrichtung (3) für verdampftes Kraftstoffgas mit zumindest einem Ansauganschluß, einem Ausstoßanschluß, einem Beseitigungsanschluß, einer Kammer, in der ein Adsorptionsmittel, das ein verdampftes Kraftstoffgas adsorbiert, eingefüllt ist, und eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Menge der Adsorption durch das Adsorptionsmittel;
eine Beseitigungseinrichtung zur Beseitigung eines adsorbierten Gases;
eine Beseitigungsluftmengenerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beseitigungsluftmenge während des Beseitigens;
einer Luftmengenerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Luftmenge für das Ansaugen eines Motors;
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff, der für den Motor erforderlich ist; und
eine Motorsteuereinrichtung für den Betrieb verschiedener Stellglieder, die in dem Motor installiert sind, durch Empfangen von Signalen verschiedener Sensoren, die in dem Motor installiert sind;
wobei die Motorsteuereinrichtung eine Beseitigungsgasmenge aus der Menge der Adsorption durch das Adsorptionsmittel und die Beseitigungsluftmenge während des Beseitigens des adsorbierten Gases erfaßt und eine Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert, die durch die Luftmenge für das Ansaugen des Motors bestimmt wird, entsprechend zur Beseitigungsgasmenge.