[发明专利]燃油清除控制的方法和装置,及包括上述装置的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机燃油蒸汽收集装置中的燃油清除(吹扫、驱除、净化)控制的方法和装置，及包括上述装置的内燃机。

背景技术

目前许多国家的排放规定要求控制机动车内燃机的燃油供给系统中的燃油蒸发排出物以消除或显著地减少由此种汽化物排放到大气中的燃油数量。因此，通常的作法是在机动车所经历的所有条件下都在其上安装一个燃油蒸汽收集装置来吸附燃油供给系统中的燃油蒸发排出物。这个燃油蒸汽收集装置一般是活性碳类通常称作“碳罐”。此种燃油蒸汽收集装置的工作原理是基于活性碳吸附燃油蒸汽的物理吸附原理。

燃油蒸汽收集装置有一个储存燃油的有限容积，该装置在机动车工作过程中必须将其容量的一部分排空。积聚的燃油通常是在空气的吸引下通过燃油蒸汽收集装置清除入发动机的进气管，被清除的燃油接着被发动机燃烧。从燃油蒸汽收集装置清除的燃油蒸汽量会因为任何给定的清除空气流的速率的变化而有很大的变化，而清除空气流的比率取决于燃油蒸汽收集装置中的饱和度。因为被清除的燃油的量在没有空气/燃油反馈机构的系统中通常是不测量的(通常所知的开环系统)，发动机控制系统不能补偿其增长的燃油率。这就会引起发动机扭矩的增加，造成发动机空转(怠速)时转速过高或机动车脱离空转时速度增加。在严重的情况下，发动机工作变得不稳定，因为在发动机气缸内实际的空气燃油比大大地不同于由发动机控制系统所映射的空气燃油比。

处理这个问题的一个方案在申请人的第5245974号的美国专利中所描述。该文件表示了具有燃油蒸汽收集装置的内燃机，该燃油蒸汽收集装置用于从燃油供给系统产生的燃油蒸发排出物中去除燃油蒸汽。发动机包括一个燃油喷射系统并带一个给燃油喷射系统提供压缩空气的空气压缩机。燃油蒸汽收集装置用空气压缩机产生的压缩空气通过燃油蒸汽收集装置周期地扫除积聚的燃油。空气压缩机提供压缩空气携带燃油进入燃油喷射系统，接着空气喷入发动机的燃烧室使得被清扫的燃油产生燃烧。尽管通过喷射器添加被清除的燃油使气缸内的层化现象大部保持不变，但该专利没有特别地论述不知道燃油蒸汽收集装置提供的燃油量的问题。

提供一个能控制通过燃油蒸汽收集装置的空气流率来优化从燃油蒸汽收集装置清除的燃油量而不危及发动机的工作是有利的。

发明内容

考虑到这些情况，本发明的目的是提供一种改进方法和控制系统用来控制通过内燃机燃油蒸汽收集装置中的空气流率。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法用于控制从蒸汽收集装置到内燃机燃烧室的燃油输送，利用从蒸汽收集装置流到发动机的清除流来清除积聚在蒸汽收集装置中的燃油，清除流的流率是可变化的，它借助于一个位于蒸汽收集装置和发动机之间的流量控制阀来调节，该方法包括确定一个最小阀信号值和一个最大阀信号值，它们是发动机负载和转速的函数，从而分别确定最小和最大阀信号值的程度用于控制阀的开度，为了在发动机变化的工作条件下来优化从蒸汽收集装置清除入发动机的燃油量，根据发动机的工作条件选择最小和最大阀信号值或最大和最小值之间的插值。

这个方法至少能使得燃油蒸汽收集装置基本地连续清除，能使得从燃油蒸汽收集装置净化排入到发动机的燃油量得到优化并用于发动机可变的工作条件。

该燃油蒸汽收集装置可与发动机的一个进气管相通，该方法于是可控制排入进气管的燃油量。燃油蒸汽收集装置与进气管之间的压力差可足够大，使得空气通过燃油蒸汽收集装置进入到进气管。本方法同样可用于其他方案，例如上述在专利号为5245974的美国专利中所描述的净化是通过一个空气压缩机的。

该方法可用一个可变阀和一个控制装置来实现，可变阀控制来自燃油蒸汽收集装置的空气流率，控制装置用来控制阀作为发动机工作条件的函数。控制装置可以是电子控制单元形式(ECU)用于提供给阀所需的阀信号值来控制阀的渐开和渐关。一个给定的阀信号可对应于一个给定的阀位置。

ECU可包括至少两个用于映射(对应)阀信号值的“查寻”映射，阀信号值用于控制该阀作为发动机工作条件的函数。每一个查寻映射可提供对应于每一循环耗油(FPC)和发动机转速(RPM)坐标系中的阀信号值。映射之一可以是一个“最小”映射，它对应当流入发动机的清除空气流量需要是最低水平时的阀信号值。这种情况例如发生在从蒸汽收集装置排出的空气中富含燃油蒸汽的时候。另一个映射可以是一个“最大”映射，它对应当流入发动机的清除空气流量是最大时的阀信号值。这考虑到以下情况，当清除空气的空气燃油比比较低时以及发动机工作在中等和高负载情况下。