燃料蒸汽處理系統(tǒng)的制作方法

文檔序號：5205481閱讀：213來源：國知局

專利名稱：燃料蒸汽處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于具有用于行駛的內燃機和電動機的混合動力車輛的燃料蒸汽處理系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)上，JP-5-18326A和JP-6-101534A顯示了燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其中在燃料箱中生成的燃料蒸汽由碳罐臨時地吸附并且使用空氣將解吸的燃料蒸汽凈化到內燃機的進氣通道中。
近來，己經開發(fā)了一種插入式混合動力車輛。在插入式混合動力車輛中，當車輛停放并且車輛幾乎全由電動機驅動時，電池由外部電源充電。
在插入式混合動力車輛僅僅由電動機驅動的情形中，內燃機很少工作，這樣就很難執(zhí)行解吸的燃料蒸汽在內燃機中燃燒的凈化過程。如果燃料蒸汽量超過碳罐的燃料蒸汽吸附容量，燃料蒸汽會排放到大氣以導致空氣污染。其中燃料蒸汽量超過碳罐的燃料蒸汽吸附量的狀態(tài)被稱作突破。此外，如果內燃機頻繁地操作以執(zhí)行凈化過程，燃料經濟性將會惡化。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題做出的，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種用于具有內燃機和電動機的混合動力車輛的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，它能夠降低內燃機的驅動頻率并且防止燃料蒸汽從碳罐排放到大氣中。
依照本發(fā)明，該燃料蒸汽處理系統(tǒng)包括
臨吋地吸附燃料箱中生成的燃料蒸汽的第一碳罐；
連接該第一碳罐與大氣的開口通道；
凈化通道，用于將包括燃料蒸汽的空氣燃料混合物導入內燃機的進氣通道并且將燃料蒸汽凈化到進氣通道中；其中設置有限流器的第一探測通道；
可選地連接第一探測通道與開口通道和凈化通道之一的通道開關閥；第二碳罐，在相對于通道開關閥跨過限流器的相對端上與第一探測通道連接從而吸附從第一探測通道中流入的空氣燃料混合物中的燃料蒸汽；與第二碳罐連接的第二探測通道；
氣流產生裝置，與第二探測通道連接以在其中生成氣流；壓力探測裝置，用于探測由限流器和氣流產生裝置確定的壓力；燃料蒸汽排放探測裝置，用于基于由壓力探測裝置探測的壓力探測燃
料蒸汽從第一碳罐向大氣的排放；
凈化完成探測裝置，用于基于由壓力探測裝置探測的壓力探測第一碳
罐的凈化完成；
凈化開始裝置，用于在燃料蒸汽排放探測裝置探測到燃料蒸汽從第一碳罐的排放而同時內燃機停止時啟動內燃機并且開始燃料蒸汽的凈化；和
凈化停止裝置，用于在凈化完成探測裝置探測到第一碳罐的凈化完成時停止內燃機并且停止燃料蒸汽的凈化。
依照本實施例，當在第一碳罐中探測到突破時，內燃機被驅動以執(zhí)行凈化過程。因此，內燃機的驅動頻率降低，并且可以避免從第一碳罐向大氣排放燃料蒸汽。此外，當探測到第一碳罐的清洗完成時，內燃機被停下來。因此，內燃機的驅動頻率就變成最小值以避免燃料經濟性的惡化。
依照本發(fā)明的另一個方面，基于當通道轉換裝置連接第一探測通道與開口通道時由壓力探測裝置探測的壓力，燃料蒸汽排放探測裝置探測燃料蒸汽從第一碳罐向大氣的排放。
依照本發(fā)明的另一個方面，基于當通道轉換裝置連接第一探測通道與凈化通道時由壓力探測裝置探測的壓力，凈化完成探測裝置探測第一碳罐的凈化完成。

通過參照附圖做出的下面的說明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將會變得更加顯而易見，其中相似的部分以相似的參考數(shù)字表示并且其中
圖l是安裝了依照本發(fā)明的一個實施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的混合動力車輛的示意圖2是依照該實施例的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的示意圖3是顯示燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要操作的流程圖；圖4是顯示燃料蒸汽處理系統(tǒng)中每個閥的操作狀態(tài)的圖表；圖5是用于描述本發(fā)明的原理的特性曲線圖；圖6是顯示燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程的流程圖；圖7是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程的示意圖；圖8是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程的特性曲線圖；圖9是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程的示意圖；圖10是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程的特性曲線圖；圖ll是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中突破探測過程和凈化濃度測量過程的示意圖12是顯示燃料蒸汽處理系統(tǒng)中凈化過程的流程圖；圖13是顯示燃料蒸汽處理系統(tǒng)中凈化濃度測量過程的流程圖；并且圖14是用于解釋燃料蒸汽處理系統(tǒng)中凈化濃度測量過程的特性曲線圖。
具體實施例方式
下文將描述本發(fā)明的一個實施例。圖l是安裝了本發(fā)明的燃料蒸汽處理系統(tǒng)的混合動力車輛的示意圖。
如圖1中所示，混合動力車輛設置有內燃機100和電動機200用于驅動車輛。驅動力通過傳動裝置300傳遞給驅動輪400。電動機200通過變換器600 從蓄電池500接收電。變換器600將直流電壓轉換為交流電壓并且改變交流電壓的頻率，這樣就控制了電動機200的旋轉速度。
由發(fā)動機100驅動的交流發(fā)電機700在電池500的電荷量低于給定值時生成電。由交流發(fā)電機700生成的電通過變換器600供給電池500這樣電池就被充電。此外，當車輛停放時，蓄電池500可以由外部電源充電。
另外，混合動力車輛設置有控制發(fā)動機100的電子控制單元(ECU) 800、傳動裝置300、變換器600、交流發(fā)電機700和燃料蒸汽處理系統(tǒng)。ECU 800 主要由具有CPU、 ROM和RAM的微型計算機構成。
混合動力車輛以多種驅動方式驅動。即，混合動力車輛以其中僅僅發(fā) 動機100是驅動源的發(fā)動機驅動方式、其中僅僅電動機200是驅動源的電動機驅動方式和其中發(fā)動機100和電動機200兩者是驅動源的混合驅動方式中驅動。圖2顯示了內燃機100和燃料蒸汽處理系統(tǒng)。發(fā)動機100是通過使用容納在燃料箱2中的汽油燃料生成功率的汽油發(fā)動機。發(fā)動機100的進氣通道3設置有例如用于控制燃料噴射量的燃料噴射設備4、用于控制吸入空氣流率的節(jié)氣門設備5、用于探測吸入空氣流率的氣流傳感器6、用于探測進氣壓力的進氣壓力傳感器7等。此外，發(fā)動機100的排放通道8設置有用于探測空氣燃料比的空氣燃料比傳感器9 。
燃料蒸汽處理系統(tǒng)處理在燃料箱2中生成的燃料蒸汽并且把燃料蒸汽供給發(fā)動機IOO。燃料蒸汽處理系統(tǒng)設置有第一碳罐12、第二碳罐13、泵14、壓差傳感器16、多個閥19至22、多個通道27至35和ECU 800。
在第一碳罐12中，箱42被隔墻43分隔以形成兩個吸附部分44、 45。吸附部分44、 45分別填充由活性碳制成的吸附劑46。主吸附部分44設置有與燃料箱2的內部連接的引入通道27。因此，燃料箱2中生成的燃料蒸汽通過
主吸附部分:4還設置有l(wèi)進氣通道3連接的凈化^l道28。、、
凈化閥19設置在凈化通道28中，且該凈化閥是電磁驅動的雙通閥。凈化閥19被打開/關閉以控制第一碳罐12與進氣通道3之間的連接。使用它，在其中凈化閥19打開的狀態(tài)中，在進氣通道3的節(jié)氣門設備5的下游形成的負壓通過凈化通道28應用到主吸附部分44上。因此，當負壓施加到主吸附部分44上時，燃料蒸汽從主吸附部分44中的吸附劑46解吸并且解吸的燃料蒸汽與空氣混合并且導入凈化通道28中，藉此空氣燃料混合物中的燃料蒸汽凈化到進氣通道3中。通過凈化通道28凈化進入進氣通道3的燃料蒸汽在發(fā)動機100中與從燃料噴射設備4噴射的燃料一起燃燒。
主吸附部分44通過在箱42的內側底部的空間與輔助吸附部分45連接。當凈化閥19開啟時，在進氣管3中產生的負壓通過凈化通道28和主吸附部分 44被引入到輔助吸附部分45。開口通道35連接到輔助吸附部分45。開口通道35設置有碳罐閉合閥22，碳罐閉合閥22是電磁閥。開口通道35在其另一端與大氣連通。因此，在碳罐閉合閥22開啟的狀態(tài)下，輔助吸附部分45通過開口通道35向大氣敞開。開口通道35設置有在碳罐閉合閥22和它的幵口端之間的過濾器51。
通道開關閥20是電磁閥并且執(zhí)行兩個位置動作。通道開關閥20能夠被機械地連接到第一探測通道29的一端，并且能夠被機械地連接到大氣通道30的一端。大氣通道30的另一端連接到在碳罐閉合閥22和過濾器51之間的開口通道35。借此，大氣通道30通過開口通道35連通到大氣。此外，通道開關閥20機械地連接到從在主吸附部分44和凈化閥19之間的凈化通道28分支的支路通道31。通道開關閥20可選擇地改變與在大氣通道30和支路通道 31之間的第一探測通道20連接的通道。因此，在大氣通道30與第一探測通道29連接的第一位置，在大氣通道30中的空氣能夠流入第一探測通道29。此外，在支路通道31與第一探測通道29連接的第二位置，在凈化通道28中包含燃料蒸氣的空氣燃料混合物能夠流入第一探測通道29。
泵14是空氣氣流產生裝置，.例如泵可以構造成電動葉片閥。泵14的吸入口與第二探測通道32的一端連接，并且泵14的排出口與排放通道34的一端連接。排放通道34的另一端與大氣通道30連接。泵14的排出口通過排放通道34、大氣通道30和開口通道35與大氣連接。當通電時，泵14對第二探測通道32減壓以在第二探測通道32中生成氣流。所生成的氣流排放到排放通道34中。當泵14停止時，第二探測通道32和排放通道34通過泵14的內部彼此連通。
第二碳罐13在箱40中具有吸附部分41，箱40中填充了由活性碳等制成的吸附劑39。第二碳罐13中吸附劑39的總體積確定為小于第一碳罐12中吸附劑46的總體積。第一探測通道29通過吸附部分41與第二探測通道32連接。因此，當泵14在其中空氣燃料混合物出現(xiàn)在第一探測通道29的狀態(tài)中操作時，第二探測通道32中生成的負壓就通過第二碳罐13導入第一探測通道29，這樣第一探測通道29中的空氣燃料混合物就流入吸附部分41并且空氣燃料混合物中的燃料蒸汽由吸附部分41中的吸附劑39吸附。在凈化閥19打開并且通道開關閥20置于第二位置中的情形中，當進氣通道3中的負壓通過凈化通道28和支路通道31導入第一探測通道29中時，空氣從大氣通道30朝泵14 導入。因此，吸附劑39中吸附的燃料蒸汽被解吸。解吸的燃料蒸汽通過第一探測通道29和凈化通道28凈化到進氣通道3中。
限制通道面積的限流器50設置在第一探測通道29中。此外，由電磁地驅動雙通閥制成的通道打開/關閉閥21設置在第二碳罐13和限流器50之間的第一探測通道29中部。通道打開/關閉閥21打開或閉合第一探測通道29。即，當通道打開/關閉閥21關閉時，第一探測通道29在限流器50和第二碳罐 13之間關閉。當通道打開/關閉閥21打開時，第一探測通道29打開。壓差傳感器16與從第二碳罐13和泵14之間的第二探測通道32分支的壓力導入通道33連接。壓差傳感器16探測第二探測通道32中的壓力與大氣壓之間的壓力差。因此，當泵14操作時由壓差傳感器16探測到的壓差基本上等于其中通道打開/關閉閥21打開的狀態(tài)中限流器50的兩個端部之間的壓力差。此外，在其中通道打開/關閉閥21關閉的狀態(tài)中，第一探測通道29在泵14的吸入側上關閉。因此，當泵14操作時由壓差傳感器16探測到的壓力差基本上等于泵14的關閉壓力。如上所述，壓差傳感器16可以探測基于限流器50和泵14確定的壓力。
ECU 800由具有CPU和存儲器的微型計算機構成，并且電連接至泵14、壓差傳感器16、閥19一22和發(fā)動機100的元件4一7、 9。 ECU 800基于各個傳感器16、 6、 7、 9的探測結果、發(fā)動機100的冷卻水的溫度、車輛的工作潤滑油的溫度、發(fā)動機100的旋轉速度、車輛的加速器位置、點火開關的開/ 關狀態(tài)等控制泵14和閥19至22的各個操作。另外，ECU800控制燃料噴射量、節(jié)流閥5的開度、發(fā)動機100的點火定時等。
參見圖3，將描述燃料蒸汽處理系統(tǒng)的主要操作。圖3是ECU 800執(zhí)行的流程圖。主要操作開始于點火開關被改變?yōu)?接通"時。當點火開關為"接通"時，發(fā)動機100和/或電動機200可以驅動車輛。當點火開關為"斷開" 時，發(fā)動機100和電動機200的操作被禁止。
在步驟S101中，計算機判斷是否建立了第一碳罐12的突破探測條件。具體地說，當前一個突破探測過程完成后經過的時間超過第一預定時間時，就建立了突破探測條件。
當步驟S101中的應答為"是"時，程序進行至步驟S102，其中執(zhí)行突破探測過程用于判斷第一碳罐12是否處于突破狀態(tài)中。然后，程序進行至步驟S103，其中計算機判斷第一碳罐突破標記是否設置為"ON"，這意味著第一碳罐處于突破狀態(tài)中。當步驟S103中的應答為"是"時，程序進行至步驟S104，其中執(zhí)行凈化過程以燃燒從第一碳罐12和第二碳罐13解吸的燃料蒸汽。然后，程序返回步驟SIOI。當步驟S103中的應答為"否"時，程序返回步驟S201。
當步驟S101中的應答為"否"時，程序進行到步驟S105。在步驟S105 中，計算機判斷鑰匙開關是否為"斷開"。當鑰匙開關為"接通"時，程序回到步驟SIOI。當鑰匙開關為"斷開"時，程序結束。在燃料蒸汽處理系統(tǒng)中，在主要操作結束之后，執(zhí)行將各個閥19至22帶入圖4中所示狀態(tài)的第一碳罐打開操作以使第一碳罐12向大氣開放。
下面將更詳細地描述步驟S102中的突破探測過程。首先，將描述作為突破探測參數(shù)的燃料蒸汽濃度"D"的測量原理。例如，在泵14具有內部泄露例如葉片泵的情形中，內部泄露的量會依照載荷改變。因此，如圖5所示，泵14的壓力(P) —流率(Q)特性曲線C,由下面的方程(1)表示。在方程 (1)中，K1和K2是泵14所特有的常數(shù)。 Q=L1.P+K2............ (1)
假如泵14的關閉壓力為Pt，流率Q變?yōu)榱悴⑶业玫较旅娴姆匠?2)。 K2=-Kl.Pt............ (2)
在燃料蒸汽處理系統(tǒng)中，流動氣體的壓力損失減小為在比第一探測通道29的限流器50更靠近第二碳罐13和第二探測通道32的一側上可以忽略的小的量。在其中通道打開/關閉閥21打開的狀態(tài)中，泵14的壓力P被認為基本上等于限流器50的兩端之間的壓差AP (下文中簡稱為"壓差")。當流動的氣體的壓力損失不能忽略時，優(yōu)選該壓力損失預先存儲在ECU 800中并且壓差AP根據需要進行校正。
當通道打開/關閉閥21被打開并且僅僅空氣經過限流器50時，空氣經過第二碳罐13以被泵14吸入。因此，經過的空氣流率Q^基本上等于吸入空氣流率Q。因此，當空氣經過限流器50時的流率Q^和壓差AP^滿足由方程 (1) 、 (2)得到的關系方程(3)。
Q空氣:K1.仏P空氣-Pt)............ (3)
同時，當包含燃料蒸汽的空氣燃料混合物(下文中簡稱為"空氣燃料混合物")在其中通道打開/關閉閥21打開的狀態(tài)中經過限流器50時，第二碳罐13僅僅通過空氣并且因此空氣燃料混合物中經過的空氣流率Q^'基本上等于泵14的吸入氣流率率Q。因此，當空氣燃料混合物經過限流器50時，經過的流率Qe氣'和壓差AP燃氣滿足由方程(l)和(2)獲得的下面的方程(4)。
Q空氣，K1' (AP燃氣-Pt) ............ (4)
當假定在限流器50處整個空氣混合物的經過流率為Cb，并且燃料蒸汽濃度為D (%)時，經過的空氣流率Qe，'滿足下面的方程(5)。因此，可以由該方程(5)獲得下面的方程(6)。
Q空氣、Q燃氣.(1—D/100)……(5)D=100. (l-Q空氣7Q燃氣)............(6)
限流器50處的壓差AP—流率Q特性曲線由下面的方程(7)使用經過限流器50的氣體的密度p表示。方程(7)中的"K3"是限流器50所特有的常數(shù)并且是在限流器50的直徑和流量系數(shù)分別假定為"d"和"a "時由下面
的方程(8)表示的值。
q=K3. (AP/p ) 1/2............ (7)
K3= ( a . Ji .d2/4.21/2............ (8)
因此，圖5中所示的AP-Q特性曲線C^由下面的方程(9)使用空氣的密 q空氣K3. (AP空氣/p空氣)1/2............ (9)
此外，圖5中所示的空氣燃料混合物的AP-Q特性曲線Q^由下面的方程 (10)通過使用空氣燃料混合物的密度P^表示。當假定燃料蒸汽的碳氫化合物(HC)的密度為PHc時，在空氣燃料混合物的密度Pm和空氣燃料混合物中的燃料蒸汽濃度D (%)之間存在由下面的關系方程(11)表示的關系。
Q燃氣43. (AP燃氣/P燃氣)1/2............ (10)
D=100- (p空氣一p燃氣)/ (p空氣一Phc) ............ (11)
由上述方程，通過從方程(3)和(4)中去掉K1，可以得到下面的方
程(12)。此外，通過從方程(9)和(10)中去掉K3，可以得到下面的乂:;
程(13)。
Q空氣/Q空氣，二 (AP空氣-Pt) / (APcas-Pt) ............ (12)
q空氣/q燃氣—(厶P空氣/AP燃氣).(p燃氣/p空氣)}1/2............ (13)
另外，通過從方程(12)和(13)中去掉QAir，可以獲得下面的方程(14)，并且從方程(11)中獲得下面的方程(15)。因此，可以從這些方程(14)、 (15)和(6)中獲得下面的方程(16)。方程(16)中的P1、 P2和p由下面的方程(17) 、 (18)和(19)表示。
Q空氣7Q燃氣H (AP燃氣—Pt) / (AP空氣-Pt) .{ (AP空氣/AP燃氣).(p燃氣/ p空氣)廣2……(14)
P燃氣二P空氣一(P空氣一Phc) 'D/100......... (15)
D=100.[l-Pl'{P2. (l-P 'D) }1/2]............ (16)Pl= (AP燃氣-Pt) / (AP空氣-Pt) ............ (17)
P2:AP空氣/AP燃氣……(18)
P= ( p空氣一Phc) / (100- p空氣)............(19)
當方程(16)的兩側平方并且針對D重新布置時，得到下面的二次方程 (20)。當該二次方程(20)針對D求解時，獲得下面的解(21)。解(21) 中的M1和M2由下面的方程(22)和(23)表示。
D2+100' (100.P12.P2. P —2) .D+1002. (1-P12'2) ......... (20)
D=50—{-Ml± (M12—4.M2) 1/2}............ (21)
M1=100'P12'P2' P —2............ (22)
M2=1-P12.P2............ (23)
因此，因為超過二次方程(20)的解(21)的從0到100的范圍的值不會保存為燃料蒸汽的濃度D，在方程(24)計算燃料蒸汽的濃度D時，就會獲得在解(21)的從0到100的范圍內的值。
D=50.{-Ml— (M12—4.M2) 1/2}............ (24)
在這樣獲得的計算燃料蒸汽的濃度D的方程(24)中，在M1和M2中包括的變量中，P空氣和PHc;是確定為物理常數(shù)的值并且在本實施例中的ECU 800 的存儲器中存貯為方程(24)的一部分。因此，為了通過使用方程(24) 計算燃料蒸汽的濃度D，在M1和M2中包括的變量中，當空氣燃料混合物經過限流器50時的壓差APs，、 AP約和泵14的關閉壓力Pt是必需的。因為壓差 AP空，、AP^的每一個基本上等于由壓力傳感器16探測的壓力，在步驟S102 中的突破探測過程中，探測壓力差APe氣、AP燃氣和關閉壓力Pt并且由這些探測的值計算燃料蒸汽的濃度D。
圖6是顯示ECU 800執(zhí)行的突破探測過程的流程圖。在突破探測過程的開始時，如圖4中的"第一碳罐開啟狀態(tài)"的行中所示，凈化閥19和通道打開/關閉閥21關閉，通道開關閥20處于第一位置中，并且碳罐閉合閥22打開，這樣第一碳罐12就與大氣連接。在歩驟S201中，泵14被驅動以使第二探測通道32減壓。此時，每個閥 19一22與圖4中的"S201"行中所示的第一碳罐開啟狀態(tài)處于相同的狀態(tài)。因此，從第一探測通道29如圖7中所示關閉之后，由壓力傳感器16探測的壓力就改變?yōu)殛P閉壓力Pt。然后，在該步驟S202中，當由壓力傳感器16探測的壓差變得穩(wěn)定時，穩(wěn)定值存儲在ECU 800的存儲器中作為泵14的關閉壓力 Pt。
然后，程序進行至步驟S203,其中計算機判斷關閉壓力Pt和參考關閉壓力PtO之差是否小于容許值P3從而判斷第一碳罐12是否處在突破狀態(tài)中。
當燃料蒸汽經過第一碳罐12并且通過大氣通道30和排放通道34流入泵 14中時，泵14中內部泄露的狀態(tài)將會由于燃氣粘度的變化而改變。如圖8所示，當開口通道35中的燃料蒸汽濃度增大時，由壓力傳感器16探測的關閉壓力Pt增大。即，關閉壓力Pt朝大氣壓改變。當步驟S203中的應答為"否" 時，計算機判斷第一碳罐12處于突破狀態(tài)。程序進行至步驟S204。
在步驟S204中，在泵14被驅動時，通道打開/關閉閥21關閉。因為每個閥19一22的狀態(tài)將是圖4中"S204"行中所示的狀態(tài)，由泵14減壓的第二探測通道32與第一探測通道29、大氣通道30和開口通道35連通，這樣空氣就如圖9中所示經過限流器50。然后，程序進行至步驟S205。在該步驟S205中，當由壓差傳感器16探測的壓差變得穩(wěn)定時，該穩(wěn)定值存儲在ECU 800的存儲
器中作為第一壓差AP空氣。
然后，程序進行至步驟S206，其中計算機判斷第一壓差AP^和第一參考壓差AP^0之差是否小于容許值P4從而判斷第一碳罐12是否處于突破狀
態(tài)中。此外，第一參考壓差AP^O對應于當不包含燃料蒸汽的空氣經過限流器50時由壓力傳感器16探測的壓力。
當?shù)谝惶脊?2處于突破狀態(tài)中時，燃料蒸汽出現(xiàn)在大氣通道30和開口通道35中。因此，經過限流器50的燃氣的密度就會改變。如圖10所示，當開口通道35中的燃料蒸汽濃度增大時，由壓力傳感器16探測的第一壓差AP 空氣減小。當步驟S206中的應答為"否"時，計算機判斷第一碳罐12處于突破狀態(tài)。
然后，程序進行至步驟S207，其中第一碳罐突破標記變?yōu)橹甘镜谝惶?罐12處于突破狀態(tài)中的"ON"。因為計算機在步驟S203、 S206這兩個步驟中確定第一碳罐12處于突破狀態(tài)中，所以可以避免錯誤的確定。然后，程序進行至步驟S208，其中通道開關闊20轉換到第二位置。因此，因為閥19一22的狀態(tài)處于圖4中"S208"行中所示的狀態(tài)中，所以包含燃料蒸汽的空氣燃料混合物從支路通道31流入第一探測通道29，如圖ll中所示。因此，由壓力傳感器16探測的壓力是依照燃料蒸汽濃度D的壓差AP燃氣。在步驟S209中，當由壓差傳感器16探測的壓差變得穩(wěn)定時，該穩(wěn)定值存儲在ECU 800的存儲器中作為第二壓差AP燃氣。
在歩驟S210中，計算機通過使用Pt、 AP^、厶P約和上述方程(24) 計算在不執(zhí)行凈化時的燃料蒸汽濃度D。在步驟S211中，計算的燃料蒸汽濃度D存儲在ECU 800的存儲器中。
在步驟S212中，閥19一22的狀態(tài)轉換為圖4的"第一碳罐開啟狀態(tài)"行中所示的狀態(tài)。在步驟S213中，泵14停止并且突破探測過程結束。
當步驟S203中的應答為"是"時，程序進行到步驟S213。當步驟S206 中的應答為"是"B寸，程序進行到步驟S212。
下文中將描述在步驟S104中執(zhí)行的凈化過程。圖12是顯示由ECU 800執(zhí) 行的凈化過程的流程圖。在凈化過程開始時，閥19一22的狀態(tài)是圖4中的"第一碳罐開啟狀態(tài)"行中顯示的狀態(tài)。第一碳罐12與大氣連通。
在步驟S301中，計算機判斷內燃機100是否正在運行。當步驟S301中的應答為"否"時，程序進行至其中發(fā)動機100被啟動的步驟S302。然后，程序進行至步驟S303。在此時，內燃機100的驅動力被用來驅動交流發(fā)電機 700。當步驟S301中的應答為"是"時，程序進行到步驟S303。
在S303中，計算機判斷是否建立了凈化執(zhí)行條件。當發(fā)動機100啟動并且發(fā)動機轉速達到存儲器中存儲的預定值時，就建立了凈化執(zhí)行條件。
當沒有建立凈化執(zhí)行條件時，S303中的過程就會重復直至建立了凈化執(zhí)行條件。當步驟S303中的應答為"是"時，程序進行到步驟S304。在步驟S304中，計算機讀出在步驟S211中存儲在存儲器中的燃料蒸汽濃度D。在步驟S305中，計算機基于燃料蒸汽濃度D和車輛驅動量例如加速器位置來判斷凈化閥19的開度。
在步驟S306中，凈化閥19和通道打開/關閉閥21被打開，并且通道開關閥20轉換至第二位置。然后，凈化過程開始。因為閥19一22的狀態(tài)是"S306" 行中顯示的狀態(tài)，進氣通道3中的負壓不僅施加到第一碳罐12上，而且通過第一探測通道29施加到第二碳罐13上。因此，第二碳罐13和第一探測通道29中的殘留燃料蒸汽就導入凈化通道28，并且連同從第一碳罐12解吸的燃料蒸汽凈化到進氣通道3中。
在步驟S307中，計算機判斷在凈化過程開始之后是否己經經過了預定時間T1。第一碳罐12需要經過預定時間T1以從突破狀態(tài)恢復到吸附狀態(tài)。預定時間T 1預先存儲在存儲器中。
當步驟S307中的應答為"是"時，程序進行至其中凈化濃度測量過程被執(zhí)行的步驟S308。在凈化濃度測量過程中，計算機基于凈化的空氣燃料混合物的燃料蒸汽濃度D來判斷第一碳罐12的凈化是否已經完成。然后，程序進行至步驟S309，其中計算機判斷第一碳罐突破標記是否為"OFF"。當步驟S309中的應答為"是"時，程序進行至步驟S310，其中閥19一22的狀態(tài)返回到圖4中"第一碳罐開啟狀態(tài)"行中顯示的狀態(tài)。
在步驟S311中，計算機判斷是否建立了繼續(xù)驅動發(fā)動機100的條件。具體地說，當車輛驅動方式是發(fā)動機驅動方式或混合驅動方式時，或當交流發(fā)電機700需要由發(fā)動機100驅動時，就建立了繼續(xù)驅動發(fā)動機100的條件。
當步驟S311中的應答為"否"時，程序進行至其中發(fā)動機100被停止并且凈化過程結束的步驟S312。當步驟S311中的應答為"是"時，凈化過程
結束。
當步驟S307中的應答為"否"時，程序進行至其中計算機判斷鑰匙丌關是否改變?yōu)?斷開"的步驟S313。當鑰匙開關為"接通"時，步驟S307 中的過程就會重復地執(zhí)行直到在步驟S307中做出肯定判斷。
當步驟S309中的應答為"否"時，程序進行到步驟S313。當鑰匙開關為"接通"時，步驟S307-S309中的過程就會重復地執(zhí)行直到在步驟S309中做出肯定判斷。
當步驟S312中的應答為"是"時，艮卩，當鑰匙開關改變?yōu)?斷開"時，閥19一22的狀態(tài)返回到圖4中"第一碳罐開啟狀態(tài)"行中顯示的狀態(tài)。然后，程序進行至其中發(fā)動機100停止的步驟S312。
參見圖12，將描述步驟S308中的凈化濃度測量過程。圖13是顯示由ECU 800執(zhí)行的凈化濃度測量過程的流程圖。
在步驟S401中，閥19-22的狀態(tài)轉換為圖4的"第一碳罐開啟狀態(tài)"行中所示的狀態(tài)，藉此第一探測通道29如圖7所示被關閉。在步驟S402中，泵12被驅動以使第二探測通道32減壓。在步驟S403中，探測關閉壓力Pt，在步驟S404中，關閉壓力Pt被存儲在ECU 800的存儲器中。
在步驟S405中，在泵14被驅動的同時，通道打開/打開閥21打開。因為閥19—22的狀態(tài)變成圖4中"S204"行中所示的狀態(tài)，所以空氣流過限流器，如圖9所示。在步驟S406中，壓力傳感器16探測第一壓差AP，n，在步驟S犯7 中，第一壓差AP^存儲在存儲器ECU 800的存儲器中。
然后，程序進行至步驟S408，其中通道開關閥20轉換到第二位置。因此，因為閥19一22的狀態(tài)處于圖4中"S208"行中所示的狀態(tài)中，所以將凈化進入發(fā)動機100中的空氣燃料混合物從支路通道31流入第一探測通道29，如圖ll中所示。因此，壓力傳感器16根據將被凈化的空氣燃料混合物的燃料蒸汽濃度D探測壓差AP^。在步驟S409中，壓力傳感器16探測第二壓差 AP燃氣，在步驟S410中，第二壓差厶P燃氣存儲在存儲器ECU 800中。
在步驟S411中，計算機通過使用步驟S403、 407、 410中存儲在存儲器中的Pt、 AP^、 AP^和上述方程(24)計算燃料蒸汽濃度D。因為燃氣的密度會依照燃料蒸汽濃度而改變，如圖14中所示，當將被凈化的空氣燃'H 混合物的燃料蒸汽濃度D增大時，由壓力傳感器16探測的第二壓差AP^會減小。
在步驟S412中，計算機判斷在步驟S411中計算的燃料蒸汽濃度是否小于預先存儲在ECU 800的存儲器中的容許濃度D0從而判斷第一碳罐12的凈化是否已經完成。具體地說，當燃料蒸汽濃度D小于容許濃度DO時，計算機判斷第一碳罐12中的凈化過程已完成。
當步驟S412中的應答為"是"時，程序進行至其中第一碳罐突破標記被改變?yōu)?OFF"的步驟S413。
在步驟S414中，凈化閥19和通道打開/關閉閥21被打開，并且通道開關閥20轉換至第二位置。因為閥19-22的狀態(tài)是圖4中的"S306"行中所示的狀態(tài)，第二碳罐13和第一探測通道29中的殘留燃料蒸汽會導入凈化通道28，并且連同從第一碳罐12解吸的燃料蒸汽凈化到進氣通道3中。在步驟S41川' 的過程之后，凈化濃度測量過程結束。
當步驟S412中的應答為"否"時，即，當?shù)谝惶脊?2的凈化未完成時，程序進行至其中返回凈化狀態(tài)的步驟S414中。然后，程序返回到凈化過程(參見圖12)，凈化過程被執(zhí)行直到在步驟S307或步驟S313中做出肯定的判斷。
依照本實施例，當在第一碳罐12中探測到突破時，內燃機100被啟動以執(zhí)行凈化過程。因此，內燃機100的驅動頻率降低，并且可以避免從第碳罐12向大氣排放燃料蒸汽。此外，當探測到第一碳罐12的清洗完成時，內燃機100被停下來。因此，內燃機100的驅動頻率就變成最小值以避免燃料經濟性的惡化。
此外，在圖12的步驟S307中，計算機基于凈化過程開始之后經過的時間判斷凈化過程是否已經完成。或者，計算機可以基于經過凈化閥19的凈化燃料蒸汽的總量判斷凈化過程是否已經完成。第一碳罐12需要該總量以從突破狀態(tài)恢復到吸附狀態(tài)。該總量預先存儲在存儲器中。
權利要求
1. 一種用于具有內燃機(100)和電動機(200)的混合動力車輛的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，該燃料蒸汽處理系統(tǒng)包括臨時地吸附燃料箱(2)中生成的燃料蒸汽的第一碳罐(12)；連接該第一碳罐(12)與大氣的開口通道(35)；凈化通道(28)，用于將包括燃料蒸汽的空氣燃料混合物導入內燃機(100)的進氣通道(3)并且將燃料蒸汽凈化到進氣通道(3)中；其中設置有限流器(50)的第一探測通道(29)；可選擇地連接第一探測通道(29)與開口通道(35)和凈化通道(28)之一的通道開關閥(20)；第二碳罐(13)，在相對于通道開關閥(20)跨過限流器(50)的相對端上與第一探測通道(29)連接，從而吸附從第一探測通道(29)中流入其中的空氣燃料混合物中的燃料蒸汽；與第二碳罐(13)連接的第二探測通道(32)；氣流產生裝置(14)，與第二探測通道(32)連接以在其中生成氣流；壓力探測裝置(16)，用于探測由限流器(50)和氣流產生裝置(14)確定的壓力；燃料蒸汽排放探測裝置(S203，S206)，用于基于由壓力探測裝置(16)探測的壓力探測燃料蒸汽從第一碳罐(12)到大氣的排放；凈化完成探測裝置(S412)，用于基于由壓力探測裝置(16)探測的壓力探測第一碳罐(12)的凈化完成；凈化開始裝置(S302，S306)，用于在燃料蒸汽排放探測裝置(S203，S206)探測到燃料蒸汽從第一碳罐(12)的排放而同時內燃機(100)停止時啟動內燃機(100)并且開始燃料蒸汽的凈化；和凈化停止裝置(S310，S312)，用于在凈化完成探測裝置(S412)探測到第一碳罐(12)的凈化完成時停止內燃機(100)并且停止燃料蒸汽的凈化。
2. 如權利要求l所述的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于基于當通道開關裝置(20)連接第一探測通道(29)與開口通道(35) 時由壓力探測裝置(16)探測的壓力，燃料蒸汽排放探測裝置(S206)探測燃料蒸汽從第一碳罐(12)向大氣的排放。
3.如權利要求1所述的燃料蒸汽處理系統(tǒng)，其特征在于，凈化完成探測裝置(S412)基于當通道開關裝置(20)連接第一探測通道(29)與凈化通道(28)時由壓力探測裝置(16)探測的壓力，探測第一碳罐(12)的凈化完成。
全文摘要
燃料蒸汽處理系統(tǒng)安裝在具有內燃機(100)和電動機(200)的混合動力車輛上。即使當內燃機(100)停止時，也可以探測到燃料蒸汽從第一碳罐(12)向大氣的排放。當探測到燃料蒸汽從第一碳罐(12)的排放時，內燃機(100)被啟動以執(zhí)行凈化過程。當探測到第一碳罐(12)中的凈化過程結束時，內燃機(100)停止以終止凈化過程。
文檔編號F02M25/08GK101440757SQ20081017674
公開日2009年5月27日申請日期2008年11月20日優(yōu)先權日2007年11月22日
發(fā)明者天野典保, 小林充幸申請人:株式會社電裝;株式會社日本自動車部品綜合研究所

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