专利名称：内燃机系统及控制其的方法
技术领域：
本发明涉及内燃机系统和控制该系统的方法。
背景技术：
诸如汽车之类的一般车辆都设有燃油蒸气处理单元，该处理单元用炭罐收集在燃油箱等中产生的燃油蒸气，并利用内燃机的进气压力(负压)将燃油蒸气与空气一起供应到进气系统，以使得燃油蒸气在燃烧室中燃烧。在这样一种燃油蒸气处理单元中，因为燃油箱中产生的大多数燃油蒸气都被炭罐收集，所以必须将大量所收集的燃油蒸气供应到内燃机的进气系统，以防止炭罐中燃油蒸气饱和。当将燃油蒸气供应到内燃机的进气系统时，基于从炭罐供应到进气系统的气体(净化气体)的流率(净化流率)和包括在该气体中的燃油浓度(蒸气浓度)来校正内燃机中的燃油喷射量，以抑制内燃机中空燃比的波动。
另一方面，在内燃机中进行用于将部分废气送回进气系统的废气再循环(EGR)，以改善废气排放和燃油消耗。但是，进行EGR意味着在存在对燃烧室中的燃烧没有贡献的气体的情况下燃烧空气燃油混合气。因此，如果燃烧期间燃烧室中的废气比例(EGR率)过高，则燃烧变得不稳定。于是，基于诸如发动机速度和发动机负载的发动机工作情况，来将内燃机的EGR率控制为在不过分恶化燃烧的范围内最大。
当在执行EGR的同时将炭罐中的燃油蒸气与空气一起供应到内燃机的进气系统时，内燃机中的进气压力由于执行EGR而可能接近大气压，这可能降低净化流率。因此，日本早期公开专利申请No.10-115258公开了一种技术，用于控制EGR率以使得执行EGR不会变成对净化流率的外部干扰，从而保持净化流率。从改善废气排放和燃油消耗的角度，还优选地使在此情况下的EGR率在使得EGR率不会变成对净化流率的外部干扰的范围内最大化。
近来已采用箱密封系统来抑制燃油蒸气从燃油箱逸出。箱密封系统被设计成使得燃油箱在正常状态下密封关闭，并当燃油箱中的压力增大时将箱中的气体释放到炭罐。在这样一种箱密封系统中，当发动机在运行并且炭罐中的燃油蒸气被供应到进气系统时，即当燃油蒸气被净化时，燃油箱中的气体就被释放到炭罐。因此，当燃油箱中的气体被释放到炭罐时，气体中所含的燃油蒸气从炭罐供应到进气系统。这防止了炭罐中燃油蒸气饱和。
但是，如果当将炭罐中收集的燃油蒸气与空气一起供应到进气系统，即当燃油蒸气被净化时燃油箱中的压力增大并且箱中的气体被释放到炭罐，则该气体流入进气系统并使得内燃机中的空燃比波动。这的原因首先在于燃油箱中的气体所含的燃油蒸气的浓度不清楚。此外，当随着气体从燃油箱释放而突然流入炭罐和进气系统时，无法通过基于上述净化流率校正燃油喷射量来充分抑制由于引入气体而导致的空燃比的波动。当空燃比波动时，由于EGR而使燃烧不稳定的趋势变得很显著。因此，如果如上所述在从燃油箱释放气体时控制EGR率最大化，则燃烧由于从燃油箱释放气体所导致的空燃比波动而变得不稳定。因此，驱动性能的恶化可能变得不可忽略。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种内燃机系统和控制该系统的方法，其即使在释放燃油箱中的气体时执行EGR也稳定燃烧。
为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机系统。该内燃机系统包括内燃机，其具有燃烧室和连接到所述燃烧室的进气通道。燃油箱存储燃油。炭罐存储所述燃油箱中所产生的燃油蒸气。当所述内燃机在运行时允许燃油蒸气从所述炭罐流到所述进气通道。当燃油蒸气流到所述进气通道时，校正喷射到所述内燃机的燃油量，以抑制由于所述燃油蒸气所导致的所述内燃机中空燃比的波动。EGR机构将从所述内燃机排出的部分废气引入到所述进气通道。所述EGR机构可变地设置EGR率，所述EGR率是在引入到所述燃烧室的气体中所含的废气比例。箱密封系统密封所述燃油箱。当所述燃油箱中的压力大于或等于预定值时，如果燃油蒸气正从所述炭罐流到所述进气通道，则所述密封系统将含有燃油蒸气的气体从所述燃油箱释放到所述炭罐。在气体从所述燃油箱释放到所述炭罐时，控制器控制所述EGR机构减小所述EGR率。
另外，本发明提供了一种用于控制内燃机系统的方法，所述内燃机系统配备有内燃机和EGR机构。所述EGR机构将从所述内燃机排出的部分废气引入到进气通道。所述方法包括将燃油箱中产生的燃油蒸气存储在炭罐中。当所述内燃机在运行时允许燃油蒸气从所述炭罐流到所述进气通道。当燃油蒸气流到所述进气通道时，校正喷射到所述内燃机的燃油量，以抑制由于燃油蒸气所导致的所述内燃机中空燃比的波动。当所述燃油箱中的压力小于预定值时密封所述燃油箱。当所述燃油箱中的压力大于或等于所述预定值时，如果燃油蒸气正从所述炭罐流到所述进气通道，则将含有燃油蒸气的气体从所述燃油箱释放到所述炭罐。当将气体从所述燃油箱释放到所述炭罐时，控制所述EGR机构减小EGR率，所述EGR率是在引入到所述燃烧室的气体中所含的废气比例。
结合作为示例图示本发明原理的附图，从以下说明，本发明的其他方面和优点将变得清楚。
通过与附图一起参考对给出的优选实施例的以下说明，可以最好地理解本发明及其目的和优点，附图中图1是图示根据本发明一个实施例的内燃机系统的燃油蒸气处理单元和燃油供应系统的示意图；图2(a)至2(f)是时序图，示出了在图1所示发动机系统执行了压力释放处理之前和之后的净化控制的性能、燃油箱中的压力变化、EGR阀的开度变化、压力控制阀的打开和关闭状态、发动机中空燃比的波动以及发动机的燃烧情况；图3是示出图1所示发动机系统执行的压力释放处理的过程的流程图；图4的曲线图示出了在执行图3所示压力释放处理之前燃油箱中的压力和在压力释放处理期间压力控制阀的阀门开启时间TO之间的关系；图5的曲线图示出了在执行图3所示压力释放处理之前净化流率和在压力释放处理期间压力控制阀的阀门开启时间TO之间的关系；图6的曲线图示出了在执行图3所示压力释放处理之前燃油箱中的压力和在压力释放处理期间EGR阀的开度减小量OD之间的关系；和图7的曲线图示出了在执行图3所示压力释放处理之前净化流率和在压力释放处理期间EGR阀的开度减小量OD之间的关系。
具体实施例方式
现在将参考图1至7来描述根据本发明一个实施例的内燃机系统。该内燃机系统配备有用于汽车的汽油发动机1。根据图1所示作为本实施例中的发动机1的内燃机，燃油箱2中的燃油通过燃油泵3被供应到喷油阀4。从喷油阀4喷射的燃油和通过进气通道5吸入的空气被供应到燃烧室6。在燃烧室6中燃烧空气燃油混合气之后产生的废气被排放到排气通道7。部分废气通过EGR机构8作为EGR气体被供应到进气通道5。EGR机构8包括EGR通道9和EGR阀11，EGR通道9将排气通道7中的部分废气引入到进气通道5。调节EGR阀11的开度来控制经过EGR通道9的废气(EGR气体)的流率。
配备有发动机1的汽车包括燃油蒸气处理单元，用于处理在燃油箱2等中产生的燃油蒸气。燃油蒸气处理单元包括炭罐12、蒸气通道13、大气通道14和净化通道15。炭罐12设有诸如活性碳之类的用于吸附燃油蒸气的吸附剂。蒸气通道13将燃油箱2中产生的燃油蒸气引入到炭罐12。大气通道14将空气引入到炭罐12。净化通道15将炭罐12中的燃油蒸气和空气传送到进气通道5在节气门10下游的部分。压力控制阀16位于蒸气通道13和燃油箱2之间。压力控制阀16被选择性地打开和关闭，以选择性地将蒸气通道13连接到燃油箱2和与其断开连接。大气截止阀17位于大气通道14中。大气截止阀17被操作来选择性地打开和关闭大气通道14。净化控制阀18位于净化通道15中。控制净化控制阀18的开度，以调节从炭罐12供应到进气通道5的气体(净化气体)的流率。
基于正常状态下燃油箱2中的压力等等来对压力控制阀16进行电控。当燃油箱2中的液面增高时，例如当汽车正在加油时，强制性地以机械方式将压力控制阀16打开。当压力控制阀16被打开时，燃油箱2中产生的燃油蒸气流入蒸气通道13并被炭罐12中的吸附剂暂时吸附。当大气截止阀17被打开并且净化控制阀18被打开时，利用发动机1的进气负压将由吸附剂吸附的燃油蒸气与空气一起传送到进气通道5。在供应到进气通道5之后，含有燃油蒸气的空气(净化气体)在发动机1中燃烧。
安装在汽车上来控制发动机1操作的电子控制单元19通过喷油阀4的致动来执行燃油喷射量控制，通过节气门10的致动来执行节气门开度控制，通过EGR阀11的致动来执行EGR控制。电子控制单元19用作控制器。另外，电子控制单元19还通过净化控制阀18的致动来执行净化气体的流率控制(净化控制)，执行压力控制阀16和大气截止阀17的控制。电子控制单元19从下述各种传感器接收检测信号曲轴位置传感器20，其发送与曲轴1a的旋转相应的信号，曲轴1a是发动机1的输出轴；油门踏板位置传感器22，用于检测油门踏板21的下压程度，该油门踏板21当汽车驾驶员踩下油门踏板21时被操作；节气门位置传感器23，用于检测节气门10的开度；真空传感器24，用于检测进气通道5在节气门10下游的部分处的压力；氧气传感器25，其发送与经过排气通道7的废气中的氧气浓度相对应的信号；和箱压力传感器26，用于检测燃油箱2中的压力。
现在将描述由电子控制单元19所执行的发动机1的燃油喷射量控制。
燃油喷射量控制通过这样来实现，即控制喷油阀4以使得喷射与由下式(1)所计算的最终燃油喷射量Qfin相对应的量的燃油。
Qfin＝Qbase×(FAF×KG(i)-PGR×BG(k))(1)Qfin最终燃油喷射量Qbase基本燃油喷射量FAF反馈补偿系数KG(i)空燃比学习值PGR目标净化率BG(k)蒸气浓度学习值下面分别描述式(1)中所用的基本燃油喷射量Qbase、反馈补偿系数FAF、空燃比学习值KG(i)、目标净化率PGR和蒸气浓度学习值BG(k)。
基本燃油喷射量Qbase是表示使得燃烧室6中空气燃油混合气的空燃比接近化学当量空燃比的理论燃油喷射量的值。基于发动机速度和发动机负载来计算基本燃油喷射量Qbase。基于来自曲轴位置传感器20的检测信号得到发动机速度。基于与发动机1的进气量相应的参数和发动机速度来计算发动机负载。与发动机1的进气量相应的参数可以是进气压力、节气门开度、油门踏板下压量等等。
反馈补偿系数FAF是用于使得发动机1的空燃比接近化学当量空燃比的燃油喷射量的反馈补偿(空燃比反馈控制)的值。根据来自氧气传感器25的检测信号对应于比与化学当量空燃比相应的值更浓的值还是更稀的值，而在1.0附近选择性地增大或减小反馈补偿系数FAF。例如，如果来自氧气传感器25的检测信号对应于比与化学当量空燃比相应的值更浓的值，则反馈补偿系数FAF被减小以减少燃油喷射量。如果来自氧气传感器25的检测信号对应于比与化学当量空燃比相应的值更稀的值，则反馈补偿系数FAF被增大以增加燃油喷射量。基于反馈补偿系数FAF对燃油喷射量的校正使得发动机1中空气燃油混合气的空燃比接近化学当量空燃比。
空燃比学习值KG(i)是这样的值，其被选择性地增大和减小来校正燃油喷射量，以使得反馈补偿系数FAF的平均值FAFAV在空燃比反馈控制期间收敛在中心为1.0的预定范围内。空燃比学习值KG(i)在平均值FAFAV大于预定范围时逐渐增大，并在平均值FAFAV小于预定范围时逐渐减小。如上所述，根据平均值FAFAV来选择性地增大和减小空燃比学习值KG(i)，以使得平均值FAFAV收敛在预定范围内。当平均值FAFAV已收敛在预定范围内时的空燃比学习值KG(i)，被学习(更新)为与发动机1中的空燃比和化学当量空燃比之间的偏差相对应的值。对根据发动机负载所划分的每个空燃比学习部分i(i＝0，1，2，3，4…)设置空燃比学习值KG(i)。就是说，在每个空燃比学习部分i处学习空燃比学习值KG(i)。
目标净化率PGR是净化率的目标值，其是表示发动机1的净化气体量对进气量的比例的值。基于反馈补偿系数FAF等的最新值来计算目标净化率PGR。目标净化率PGR例如随着反馈补偿系数FAF降低而增加。这是因为当反馈补偿系数FAF小的时候，空气燃油反馈处于稳定状态并且燃烧的恶化不太可能发生，即使大量的净化气体供应到进气通道5。因此，可以处理炭罐12中吸附的大量燃油蒸气。
基于当进行空气燃油反馈控制和净化控制时由于将净化气体引入进气通道5所导致的反馈补偿系数FAF的变化，作为与净化气体的燃油蒸气浓度相应的值来学习(更新)蒸气浓度学习值BG(k)。在每个预定周期使用下式(2)来学习(更新)蒸气浓度学习值BG(k)。
BG(k)＝BG(k-1)+(FAF-1)/PGR(2)BG(k)最新的蒸气浓度学习值BG(k-1)前一个蒸气浓度学习值FAF反馈补偿系数PGR目标净化率由式(2)所计算的最新蒸气浓度学习值BG(k)被用于计算式(1)中的项“PGR×BG(k)”。该项用于将从喷油阀4喷射的燃油量减少一个与包括在供应到进气通道5的净化气体中的燃油量相对应的量。因此，当通过净化控制将净化气体供应到进气通道5时，由项“PGR×BG(k)”来校正发动机1的燃油喷射量，以抑制由净化控制所导致的空燃比的波动。
现在将描述电子控制单元19所执行的净化控制。
当满足各种要求时执行净化控制。这些要求例如有未在进行发动机1的断油，正在进行空燃比反馈控制，以及已在当前空燃比学习部分i学习了空燃比学习值KG(i)。通过选择性地增大和减小用于控制净化控制阀18以调节净化控制阀18开度的驱动负荷比DPG，来进行通过净化控制对净化气体流率的调节。控制净化控制阀18以使得随着驱动负荷比DPG的增加而增加开度，即增加净化气体的流率。驱动负荷比DPG基于下式(3)来计算。
DPG＝(PGR/PGRmax)×100(3)DPG驱动负荷比PGR目标净化率PGRmax最大净化率式(3)中所使用的最大净化率PGRmax是基于当前进气量和发动机速度所计算的净化率的最大允许值。目标净化率PGR是基于例如上述反馈补偿系数FAF的最新值所计算出的值。从式(3)很清楚驱动负荷比DPG随着目标净化率PGR的增加而增加。因此，当目标净化率PGR的设定值增加时，控制净化控制阀18以使得开度增加，这就增加了净化气体的流率。
燃油蒸气处理单元的炭罐12接纳大量含燃油蒸气的气体。因此，为了防止炭罐12的吸附剂中燃油蒸气饱和，就必须通过净化控制向进气通道5供应大量净化气体并高效地处理炭罐12中的燃油蒸气。于是，计算驱动负荷比DPG和目标净化率PGR，以使其在没有不利地影响发动机1中燃油燃烧的范围内最大化。
现在将描述电子控制单元19所执行的EGR控制。
通过基于发动机速度和发动机负载来调节EGR阀11的开度以获得按照当前工作情况所要求的EGR率(燃烧室6中废气的比例)，而实现EGR控制。换言之，EGR率是引入到燃烧室6的气体中所含的废气的比例。但是，当在净化控制期间通过EGR控制向进气通道5供应EGR气体时，发动机1中的进气压力接近大气压。这不利地影响了净化气体的流率。因此，当在净化控制期间进行EGR控制时，考虑目标净化率等等来控制EGR率，以使得在控制净化气体的流率时将EGR气体引入到进气通道5不会变成外部干扰。在不过分恶化发动机1的燃烧的范围内使如上所述控制的EGR率最大化，以实现对排放的最大改善。
现在将描述在本优选实施例的汽车中所采用的箱密封系统，其用于限制燃油箱2中的燃油蒸气释放到大气。
箱密封系统在正常状态下密封关闭燃油箱2并仅在必要时使燃油箱2放气。箱密封系统包括压力控制阀16、大气截止阀17、净化控制阀18以及控制阀门16、17和18的电子控制单元19。电子控制单元19除了需要使燃油箱2放气时以外都关闭压力控制阀16，使得燃油箱2保持密封关闭。当在燃油箱2密封关闭的时候执行净化控制时，电子控制单元打开大气截止阀17，以将外面的空气引入炭罐12。另外，电子控制单元19调节净化控制阀18的开度，以控制供应到进气通道5的净化气体的流率。
另一方面，需要使密封关闭的燃油箱2放气的状态包括燃油箱2中的压力增大的状态，例如当汽车在加油时。
当汽车在加油时，电子控制单元19首先通过打开压力控制阀16而使燃油箱2放气。随后打开燃油箱2的加油开口2a，以使得可以对燃油箱2加油。当从加油开口2a向燃油箱2供应燃油时，燃油箱2中含有燃油蒸气的气体通过打开的压力控制阀16流到炭罐12。然后燃油蒸气被炭罐12的吸附剂吸附，使得含有燃油蒸气的气体被分离成燃油蒸气和空气。
当燃油箱2中的压力变得大于预定值时，电子控制单元19基于例如正在进行净化控制的情况而执行压力释放处理，以降低燃油箱2中的压力。就是说，电子控制单元19打开压力控制阀16并使燃油箱2放气。当燃油箱2被放气时，燃油箱2中含有燃油蒸气的气体被释放到炭罐12。因为在净化控制期间这些压力释放处理，所以释放到炭罐12的气体立即流到进气通道5。这防止了炭罐12中燃油蒸气饱和。
现在将参考图2的时序图来描述启动压力释放处理时发动机1的工作情况。图2(a)示出了执行压力释放处理之前和之后的净化控制的性能。图2(b)示出了燃油箱2中的压力变化，图2(c)示出了EGR阀11的开度变化，图2(d)示出了压力控制阀16的打开和关闭状态，图2(e)示出了发动机1中空燃比的波动，图2(f)示出了发动机1的燃烧情况的一个示例。
图2(c)示出了由EGR控制所调节的EGR阀11的开度。假定EGR气体由EGR控制引入进气通道5。在此情况下，当燃油箱2中的压力变得高于预定值并且启动净化控制时(时间T1)，执行压力释放处理。已被关闭的压力控制阀16被压力释放控制打开，由此使燃油箱2放气。结果，燃油箱2中的气体通过蒸气通道13、炭罐12和净化通道15而释放到进气通道5。因此，燃油箱2中的压力被降低到预定值以下。
因为燃油箱2中的气体被释放到进气通道5，所以图2(e)所示的发动机1的空燃比的波动增加就不可避免了。此情形的原因在于燃油箱2中气体的燃油蒸气浓度不清楚，并且无法通过空燃比反馈控制及通过用式(1)的项“PGR×BG(k)”校正燃油喷射量，来充分抑制发动机1中空燃比的波动，这种波动是在使燃油箱2放气而将燃油箱2中的气体突然供应到进气通道5时所引起的。因此，当空燃比的波动增大时，在EGR气体被EGR控制引入进气通道5时燃烧更可能变得不稳定。如上所述，EGR控制调节EGR阀11的开度，以使得在不过分恶化发动机1的燃烧的范围内使EGR率最大化。因此当空燃比的波动由于执行压力释放处理而增大时，燃烧就变得不稳定，如图2(f)所示。由于不稳定燃烧所导致的驱动性能的恶化变得不可忽略。
为了避免这样的问题，除了在压力释放处理中使燃油箱2放气，本优选实施例的电子控制单元19还减小EGR率。更具体而言，如图2(c)的实线所示，在启动压力释放处理时(时间T1)减小EGR阀11的开度。这限制了将EGR气体引入进气通道5。因此，防止了燃烧由于空燃比的波动而不稳定。
现在将参考图3的流程图描述本优选实施例的由于压力释放处理的过程，该图示出了压力释放例程。该过程包括使燃油箱2放气并减小EGR率。由电子控制单元19以例如预定时间间隔作为中断来执行压力释放控制例程。
执行该例程的步骤S101、S102来判断是否满足执行压力释放处理的要求。就是说，在步骤S101，电子控制单元19判断释放在执行净化控制。在步骤S102，电子控制单元19判断燃油箱2中的压力释放大于预定值。如果步骤S101、S102的判断结果是肯定的，则电子控制单元19确定满足执行压力释放处理的要求。然后电子控制单元19执行步骤S103和后续步骤，以使燃油箱2放气并减小EGR率。另一方面，如果步骤S101或S102的判断结果是否定的，则电子控制单元19确定不满足执行压力释放处理的要求。在此情况下，不执行压力释放处理，并在步骤S108处执行正常状态下的EGR控制。
在步骤S103和以下步骤中，相继进行对阀门开启时间TO的计算(步骤S103)和对开度减小量OD的计算(步骤S104)，其中阀门开启时间TO是打开压力控制阀16以使燃油箱2放气期间的时间，开度减小量OD是为减小EGR率而将EGR阀11的开度从当前开度所减小的量。接着，在步骤S105将EGR阀11的开度减小计算出的开度减小量OD，并进一步在步骤S106将压力控制阀16打开达阀门开启时间TO。在经过了阀门开启时间TO之后，压力控制阀16又被关闭，并且在步骤S107将EGR阀11的开度恢复成进行正常EGR控制的情况下的值。就是说，选择性地增大和恢复EGR阀11的开度。
下面分别描述步骤S103对阀门开启时间TO的计算和步骤S104对开度减小量OD的计算。
在步骤S103，基于释放气体前燃油箱2中的压力和释放气体前的净化流率对阀门开启时间TO进行计算。如上所述计算的阀门开启时间TO随着燃油箱2中压力的增大而缩短，并随着净化流率的增大而缩短。此情形的原因如下。
当压力控制阀16打开时燃油箱2中的压力越高，则从燃油箱2释放到炭罐12的气体流率就变得越快。因此，每单位时间从燃油箱2释放到炭罐12的气体量增加。随着释放气体量的增加，发动机1中空燃比的波动也增大。为了抑制空燃比的大的波动，阀门开启时间TO被计算为随着释放气体前燃油箱2中的压力变得更高而更短，如图4所示。
在燃油箱2中的气体被释放之前从炭罐12供应到进气通道5的燃油蒸气量越大，即净化控制阀18的开度越大，则在通过打开压力控制阀16而释放气体时燃油箱2中的气体变得更容易流到进气通道5。就是说，当压力控制阀16打开时从燃油箱2释放并供应到进气通道5的气体量增大。随着供应到进气通道5的气体量的增大，发动机1中空燃比的波动增大。为了抑制空燃比的大的波动，阀门开启时间TO被计算为随着释放气体前净化流率(净化率×进气量)的增大而更短，如图5所示。净化流率是与从炭罐12供应到进气通道5的燃油蒸气量相关的参数。燃油蒸气量趋向于随着净化流率的增大而增大。
电子控制单元19如上所述地计算阀门开启时间TO。因此，防止了在压力释放处理期间打开压力控制阀16时从燃油箱2释放的气体量增加到不利地影响空燃比波动的量。同时，从燃油箱2释放的气体量可以增大到最大。
在步骤S104，同样基于释放气体前燃油箱2中的压力和释放气体前的净化流率对开度减小量OD进行计算。如上所述计算的开度减小量OD随着燃油箱2中压力的增大而增大，并随着净化流率的增大而增大。这的原因如下。
当压力控制阀16打开时燃油箱2中的压力越高，则从每单位时间从燃油箱2释放到炭罐12的气体量就变得越大。随着气体量的增加，发动机1中空燃比的波动也增大。就是说，当EGR气体引入进气通道5时燃烧变得不稳定的趋势由于空燃比的大的波动而变得明显。为了抑制燃烧的不稳定，开度减小量OD被计算为随着释放气体前燃油箱2中的压力变得更高而更大，如图6所示。
在关闭压力控制阀16时从炭罐12供应到进气通道5的燃油蒸气越多，则在打开压力控制阀16时从燃油箱2释放并供应到进气通道5的气体量变得越大。随着气体量的增大，发动机1中空燃比的波动增大。就是说，当EGR气体引入进气通道5时燃烧变得不稳定的趋势由于供应到进气通道5的燃油蒸气的增多而变得明显。为了抑制燃烧的不稳定，开度减小量OD被计算为随着释放气体前净化流率(净化流率＝净化率×进气量)的增大而更小，如图7所示。如上所述，净化流率是与从炭罐12供应到进气通道5的燃油蒸气量相对应的参数。
电子控制单元19如上所述地计算开度减小量OD。因此，防止了通过将EGR气体引入进气通道5而导致的燃烧室6中燃烧的不稳定状态，由于空燃比的波动而变得显著。同时，EGR率可以增大到最大。
本实施例提供以下优点。
(1)除了作为用于降低燃油箱2中压力的压力释放处理而通过打开压力控制阀16来使燃油箱2放气之外，EGR率被降低。因此，即使当压力控制阀16打开时燃油箱2中的气体流入进气通道5并使得空燃比波动，也防止了由于将EGR气体引入进气通道5而导致的燃烧室6中燃烧的不稳定状态变得显著。
(2)随着释放气体前燃油箱2中压力的增大，缩短用于在压力释放处理中使燃油箱2放气的压力控制阀16的阀门开启时间TO。随着释放燃油箱2中气体之前的净化流率的增大而缩短压力控制阀16的阀门开启时间TO。因此，防止了在压力释放处理期间打开压力控制阀16时从燃油箱2释放的气体量增加到不利地影响空燃比波动的量。同时，气体量可以增大到最大。
(3)用于在压力释放处理中减小EGR率的EGR阀11的开度减小量OD随着释放气体前燃油箱2中压力的增大而增大，并随着释放气体前净化流率的增大而增大。换言之，从燃油箱2释放气体前燃油箱2中的压力越高，则电子控制单元19将EGR率减小得越多，并且释放气体前净化流率越大，则电子控制单元19将EGR率减小得越多。因此，防止了通过将EGR气体引入进气通道5而导致的燃烧室6中燃烧的不稳定状态，由于空燃比的波动而变得显著。同时，EGR率可以增大到最大。
本发明可以以下形式实现。
当通过压力释放处理减小EGR率时，EGR阀11的开度可以被设成零，而非通过开度减小量OD来减小EGR阀11的开度。就是说，EGR率可以减小到零。在此情况下，即使在释放燃油箱2中的气体时空燃比波动，也可靠地防止了燃烧由于将EGR气体引入进气通道5而变得不稳定。
可以仅仅基于燃油箱2中的压力和净化流率之一来计算压力释放处理中压力控制阀16的阀门开启时间TO。
可以仅仅基于燃油箱2中的压力和净化流率之一来计算压力释放处理中EGR阀11的开度减小量OD。
本发明可以应用于柴油发动机。在此情况下，通过调节EGR阀的开度和调节进气节气门的开度来实现EGR控制。通过调节EGR阀的开度和调节进气节气门的开度而在压力释放处理中减小EGR率。
因此，这些示例和实施例应看作解释性的而非限制性的，并且本发明并不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。
权利要求
1.一种内燃机系统，所述内燃机系统包括内燃机，其具有燃烧室和连接到所述燃烧室的进气通道；用于存储燃油的燃油箱；用于存储所述燃油箱中所产生的燃油蒸气的炭罐，当所述内燃机在运行时允许燃油蒸气从所述炭罐流到所述进气通道，并且当燃油蒸气流到所述进气通道时校正喷射到所述内燃机的燃油量，以抑制由于所述燃油蒸气所导致的所述内燃机中空燃比的波动；和废气再循环机构，用于将从所述内燃机排出的部分废气引入到所述进气通道，所述废气再循环机构可变地设置废气再循环率，所述废气再循环率是在引入到所述燃烧室的气体中所含的废气比例，所述内燃机系统的特征在于用于密封所述燃油箱的箱密封系统，当所述燃油箱中的压力大于或等于预定值时，如果燃油蒸气正从所述炭罐流到所述进气通道，则所述密封系统将含有燃油蒸气的气体从所述燃油箱释放到所述炭罐；和控制器，用于在气体从所述燃油箱释放到所述炭罐时，控制所述废气再循环机构减小所述废气再循环率。
2.如权利要求1所述的内燃机系统，其特征在于所述箱密封系统包括将所述燃油箱连接到所述炭罐的通道和位于所述通道中的压力控制阀，当所述压力控制阀打开时，气体从所述燃油箱被释放到所述炭罐，并且其中当释放气体之前所述燃油箱中的压力增大时，所述控制器缩短所述压力控制阀的阀门开启时间。
3.如权利要求1所述的内燃机系统，其特征在于所述箱密封系统包括将所述燃油箱连接到所述炭罐的通道和位于所述通道中的压力控制阀，当所述压力控制阀打开时，气体从所述燃油箱被释放到所述炭罐，并且其中当从所述燃油箱释放气体之前从所述炭罐流到所述进气通道的燃油蒸气变得更多时，所述控制器缩短所述压力控制阀的阀门开启时间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机系统，其特征在于在从所述燃油箱释放气体之前所述燃油箱中的压力越高，所述控制器就将所述废气再循环率降低得越多。
5.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机系统，其特征在于在从所述燃油箱释放气体之前从所述炭罐流到所述进气通道的燃油蒸气量越大，所述控制器就将所述废气再循环率降低得越多。
6.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机系统，其特征在于当从所述燃油箱向所述炭罐释放气体时，所述控制器控制所述废气再循环机构以使得所述废气再循环率变成零。
7.一种车辆，其特征在于包括如权利要求1至3中任一项所述的内燃机系统。
8.一种用于控制内燃机系统的方法，所述内燃机系统配备有内燃机和废气再循环机构，所述废气再循环机构将从所述内燃机排出的部分废气引入到进气通道，所述方法包括将燃油箱中产生的燃油蒸气存储在炭罐中；当所述内燃机在运行时允许燃油蒸气从所述炭罐流到所述进气通道；以及当燃油蒸气流到所述进气通道时，校正喷射到所述内燃机的燃油量以抑制由于燃油蒸气所导致的所述内燃机中空燃比的波动，所述方法的特征在于当所述燃油箱中的压力小于预定值时密封所述燃油箱，并且当所述燃油箱中的压力大于或等于所述预定值时，如果燃油蒸气正从所述炭罐流到所述进气通道，则将含有燃油蒸气的气体从所述燃油箱释放到所述炭罐；以及当将气体从所述燃油箱释放到所述炭罐时，控制所述废气再循环机构减小废气再循环率，所述废气再循环率是在引入到所述燃烧室的气体中所含的废气比例。
全文摘要
本发明公开了一种内燃机系统及控制其的方法。当燃油蒸气从炭罐流到进气通道时，校正喷射到内燃机的燃油量，以抑制由于所述燃油蒸气所导致的发动机中空燃比的波动。EGR机构可变地设置EGR率。当燃油箱中的压力大于或等于预定值时，如果燃油蒸气正从炭罐流到进气通道，则密封系统将含有燃油蒸气的气体从燃油箱释放到炭罐。当气体从燃油箱释放到炭罐时，控制器控制EGR机构减小EGR率。因此，即使在释放燃油箱中的气体时执行EGR，也可以稳定燃烧。
文档编号F02D43/00GK1690399SQ20051006634
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月23日
发明者铃木直人 申请人:丰田自动车株式会社