CN102828860B - 燃料蒸气临时存储装置总成、其燃料蒸气控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料蒸气临时存储装置总成、包括其的燃料蒸气控制系统及其控制方法，还涉及一种包括所述总成或所述系统的混合动力汽车，其中，燃料蒸气临时存储装置总成包括：燃料蒸气临时存储装置，其上设置有第一、第二及第三通道，并且下方设置有支承弹簧；位置约束装置，其受控而约束或释放燃料蒸气临时存储装置的自由运动；以及位于燃料蒸气临时存储装置下方的触动开关，其中，在位置约束装置处于释放位置时，燃料蒸气临时存储装置能克服弹簧力而向下移动并且在其重量超过限值时闭合触动开关。本发明能够在燃料蒸气临时存储装置被充满时清洗燃料蒸气临时存储装置，防止了燃料蒸气污染大气或使汽车乘员感到不适。

Description

燃料蒸气临时存储装置总成、其燃料蒸气控制系统和方法

【技术领域】

本发明涉及混合动力汽车内燃机的燃料蒸气控制领域；更具体地说，本发明涉及一种用于混合动力汽车内燃机的燃料蒸气临时存储装置总成、包括其的燃料蒸气控制系统和方法。

另外，本发明还涉及一种包括前述燃料蒸气临时存储装置总成或燃料蒸气控制系统的混合动力汽车。

【背景技术】

现有的最主要的汽车燃料(例如燃油)是汽油。汽油是易挥发的燃料，油箱内的燃料会很快挥发以致增加油箱内部的压力，当压力达到一定值时就会产生一定的危险，所以人们想出了各种方法来平衡该压力。起初是将油箱盖做成了限压阀，当压力高过某一值时，限压阀就打开，把汽油蒸气排出到大气中。后来，人们出于节约燃料和保护环境的角度出发，设置了燃料蒸气临时存储装置，例如炭罐。下面以炭罐为例进行说明。

炭罐是隶属于燃料蒸气控制系统的一部分，该系统是为了避免内燃机停止运转后燃料蒸气逸入大气而被引入的。从1995年起，我国规定所有新出厂的汽车必须具备此系统。

一般来说，炭罐内部由吸附性很强的活性炭填充，油箱中多余的燃料蒸气不再排到大气中，而是由一根管道引入活性炭炭罐。活性炭吸附燃料蒸气，当汽车开动的时候，活性炭炭罐电磁阀适时打开，活性炭炭罐内的汽油蒸气在进气歧管的真空度作用下被新鲜空气带入气缸内参加燃烧，从而实现了节约燃料和环保的目的。

近年来，混合动力汽车的研究迅速发展，混合动力汽车的燃料蒸气控制系统的研究和设计也遇到了新的课题。例如混合动力汽车，特别是插电式混合动力汽车，在正常行驶时基本采用纯电模式行驶，此时内燃机不工作，也无法对燃料蒸气临时存储装置(例如炭罐)进行清洗，但是燃料箱里面的燃料会不间断地产生燃料蒸气，并且蒸气的产生会随着温度、时间以及运动而越来越多。越来越多的蒸气进入燃料蒸气临时存储装置后，一旦该装置被充满，则多余的蒸气只能从燃料蒸气临时存储装置的通大气口排到大气中，这不仅污染环境，同时还会使顾客闻到汽油的味道，产生强烈的抱怨以及担心。

【发明内容】

本发明的目的是要提供一种燃料蒸气临时存储装置总成，其克服了混合动力汽车在电驱动模式下燃料蒸气临时存储装置被充满后燃料只能逸出到大气中进而造成污染和影响乘用等的缺点。

进一步地，本发明的目的还在于提供了包括上述燃料蒸气临时存储装置总成的燃料蒸气控制系统、其控制方法以及包括上述总成或系统的混合动力汽车。

本发明的如上目的通过如下的技术方案实现。

根据本发明的第一方面提供了一种燃料蒸气临时存储装置总成，所述燃料蒸气临时存储装置总成包括：

燃料蒸气临时存储装置，在所述燃料蒸气临时存储装置上设置有第一通道、第二通道及第三通道，并且在所述燃料蒸气临时存储装置的下方设置有一个或更多的支承弹簧(例如这些弹簧可以设置在所述燃料蒸气临时存储装置的底部与所述燃料蒸气临时存储装置总成的底部之间)；

位置约束装置，所述位置约束装置受控而约束或释放所述燃料蒸气临时存储装置在所述燃料蒸气临时存储装置总成内的自由运动；以及

位于所述燃料蒸气临时存储装置下方的触动开关，其中，在所述位置约束装置处于释放位置时，所述燃料蒸气临时存储装置能克服所述弹簧的弹力而向下移动并且在其重量超过限值时闭合所述触动开关。

由于汽油具有良好的蒸发性和燃烧性，能保证内燃机运转平稳、燃烧完全、积炭少，所以在如前所述的燃料蒸气临时存储装置总成中所述燃料优选为汽油。

可选地，在如前所述的燃料蒸气临时存储装置总成中，所述燃料蒸气临时存储装置为炭罐。在这样设置的燃料蒸气临时存储装置总成中，燃料蒸气临时存储装置内设置的吸附剂为活性炭等，其吸附性好、能够实现良好的存储效果。

可选地，在如前所述的燃料蒸气临时存储装置总成中，所述位置约束装置为电磁弹簧机构，由电磁铁、压缩弹簧和铁档块组成，在断电状态下所述铁档块受所述压缩弹簧作用而向所述燃料蒸气临时存储装置提供约束，在通电状态下所述铁档块受所述电磁铁吸引而移向释放位置。

可选地，在如前所述的燃料蒸气临时存储装置总成中，所述铁档块与所述燃料蒸气临时存储装置的表面上设置有在二者处于所述约束位置时适于互相啮合的齿。

可选地，在如前所述的燃料蒸气临时存储装置总成中，所述触动开关包括带金属触点的柔性金属片、带金属触点的电路板、电阻及两个接插片，其中所述柔性金属片在受到所述燃料蒸气临时存储装置的触动时使其金属触点接触所述电路板的金属触点，从而形成部分电路。

根据本发明的第二方面提供了一种用于混合动力汽车的燃料蒸气控制系统，所述混合动力汽车的至少一个动力源为内燃机，

其中，

所述燃料蒸气控制系统包括如前述的一项所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其中，所述第一通道用于吸附燃料箱中的燃料蒸气，所述第二通道用于将吸附在所述燃料蒸气临时存储装置中的燃料输送到内燃机中进行燃烧，所述第三通道接大气通道，

所述燃料蒸气控制系统还包括电子控制单元以及位于所述第二通道下游的电磁阀，

所述触动开关构成所述电子控制单元的触动电路的一部分，所述电子控制单元根据所述触动开关的信号控制所述内燃机的启动以及所述电磁阀的开启。

根据本发明的第三方面提供了一种混合动力汽车，其包括如前所述的燃料蒸气控制系统。

根据本发明的第四方面提供了一种控制如前所述的燃料蒸气控制系统的方法，包括在汽车状态转换时执行如下步骤：

步骤A.判断所述汽车的运转状态，如果车辆进入内燃机驱动状态则前进至步骤C，如果车辆进入电驱动停车状态则前进至步骤B，如果车辆进入电驱动运行状态则前进至步骤D；

步骤B.释放所述位置约束装置，如果所述燃料蒸气临时存储装置使得所述触动开关闭合则前进至步骤C，否则前进至步骤D；

步骤C.启动所述内燃机及所述电磁阀，清洗所述燃料蒸气临时存储装置；

步骤D.约束所述位置约束装置并结束。

可以了解，如上设置的燃料蒸气临时存储装置总成、燃料蒸气控制系统及方法以及包括所述总成或系统的混合动力汽车在由电子控制单元检测到进入内燃机驱动状态时，电子控制单元直接控制开启内燃机并打开电磁阀，尽量“清洗”燃料蒸气临时存储装置；当进入电驱动停车状态时则释放位置约束装置，使得燃料蒸气临时存储装置处于自由状态，由于重力作用其克服弹簧的弹力而向下移动，当其位移达到一定程度时推压触动开关并使其闭合，实现电子控制单元的触动电路闭合，产生启动内燃机并开启电磁阀的信号，“清洗”燃料蒸气临时存储装置；在汽车处于电驱动运行状态时则约束燃料蒸气临时存储装置并且不进行“清洗”动作。本发明的有益效果在于能够在燃料蒸气临时存储装置被充满时适当地清洗燃料蒸气临时存储装置，以便于防止燃料蒸气排放到大气中污染大气或者使得汽车的乘员感到不适。

【附图说明】

参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明的燃料蒸气控制系统的示例的示意图，其中同时示出了根据本发明的一种实施方式的燃料蒸气临时存储装置总成；以及

图2是根据本发明的燃料蒸气控制系统的控制流程图。

部件及标号列表

1	燃料箱
		2	燃料蒸气临时存储装置总成
3	电源装置
		4	电子控制单元
5	内燃机
		6	电磁阀
7	燃料蒸气通道
		8	燃料蒸气净化通道
9	接大气通道
		10	燃料蒸气临时存储装置
11	电子控制单元触动系统
		12、13	电磁弹簧机构
14	第一通道
		15	第二通道
16	第三通道
		17	弹簧
18	触动开关
		19	金属片(端部带金属触点)
20	线路板(端部带金属触点)

21	电阻
		22、23	电器接插片
24、27	电磁铁
		25、28	弹簧
26、29	档块

【具体实施方式】

下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。如下的描述仅是说明性、示例性的，虽然其中根据本发明的具体实施方式进行了说明，但是应当了解，这些实施方式的等同变型也将落入在本发明的保护范围内。

图1是根据本发明的燃料蒸气控制系统的示例的示意图，其中同时示出了根据本发明的一种实施方式的燃料蒸气临时存储装置总成。

从图中可以看出，该燃料蒸气控制系统包括燃料箱1、燃料蒸气临时存储装置总成2、电源装置3、电子控制单元(ECU)4、内燃机5、电磁阀6、燃料蒸气通道7、燃料蒸气净化通道8以及接大气通道9。此处所述的“燃料”可选为燃油，例如汽油、柴油等。考虑到汽油具有良好的蒸发性和燃烧性，能保证内燃机运转平稳、燃烧完全、积炭少，所以本发明中的燃料优选为汽油。

燃料蒸气控制系统的燃料蒸气临时存储装置总成2通过燃料蒸气通道7与燃料箱1连通、同时通过燃料蒸气净化通道8与内燃机5连通。可以了解，燃料箱1中的燃料自然蒸发不断产生燃料蒸气，通过上述连接设置，蒸发后的燃料蒸气能够通过燃料蒸气通道7自动地流入到燃料蒸气临时存储装置总成2内(具体地是进入其中的燃料蒸气临时存储装置10内)进行临时存储；一旦内燃机5被启动并且进行运转时，燃料蒸气临时存储装置总成2内的燃料蒸气又能够通过燃料蒸气净化通道8进入到内燃机5的气缸内进行作功，从而将这些燃料蒸气燃烧掉，达到“清洗”燃料蒸气临时存储装置总成2(具体地是燃料蒸气临时存储装置10)的效果。燃料蒸气临时存储装置总成2的接大气通道9与外部大气环境相通，当来自于燃料箱1的燃料蒸气已经将燃料蒸气临时存储装置总成2盛满时，如果不能通过启动内燃机6的运转来“清洗”燃料蒸气临时存储装置2，则从该接大气通道9来排出多余的燃料蒸气，以保障系统运转正常。

另外，电源装置3为电子控制单元4提供电源，优选地，其也可以为汽车系统内的其它电动装置供电。电子控制单元4能够控制内燃机5的启动及电磁阀6的开启等。

下面参照附图1详细说明根据本发明的燃料蒸气临时存储装置总成2的一种实施方式。从图中可以看出，本发明的燃料蒸气临时存储装置总成2包括燃料蒸气临时存储装置10、电子控制单元触动系统11、位置约束装置12、13、第一通道14、第二通道15以及第三通道16。在此，燃料蒸气临时存储装置10优选为炭罐，其设置在燃料蒸气临时存储装置总成2中，炭罐内设置的吸附剂为活性炭等，吸附性好、能够实现良好的存储效果。第一通道14、第二通道15及第三通道16设置在燃料蒸气临时存储装置10上，在燃料蒸气临时存储装置10的下方、燃料蒸气临时存储装置总成2内设置有一个支承弹簧17或者更多并置的的支承弹簧17，位置约束装置12、13受控而约束或释放燃料蒸气临时存储装置10在燃料蒸气临时存储装置总成2内的自由运动，在燃料蒸气临时存储装置10下方还设置有触动开关18，在位置约束装置12、13处于释放位置时，燃料蒸气临时存储装置10克服弹簧17的弹力向下移动并且在其重量超过限值时闭合触动开关18。

位置约束装置12、13为电磁弹簧机构，由电磁铁24、27、压缩弹簧25、28和铁档块26、29组成。在断电状态下，铁档块26、29受压缩弹簧25、28的推力作用而向燃料蒸气临时存储装置10提供约束从而限制其相对于燃料蒸气临时存储装置总成2的移动；在通电状态下，铁档块25、28受电磁铁24、27的吸引而移向释放位置，从而铁档块25、28释放燃料蒸气临时存储装置10，使其能够相对于燃料蒸气临时存储装置总成2自由移动，具体地说，在其总重超过弹簧17的弹力时，将克服弹簧的弹力而向下移动。优选地，铁档块26、29与燃料蒸气临时存储装置10的接触部分表面设置成具有适于互相啮合的齿，从而在二者处于约束位置时能够相互锁紧、约束燃料蒸气临时存储装置10的移动。如图1中右上角的圈出部分的局部放大图所示。

从图中可以看出，电子控制单元触动系统11包括弹簧17、触动开关18等，它们与燃料蒸气临时存储装置10的底部以及燃料蒸气临时存储装置总成2的总成配合作用。触动开关18包括带金属触点的柔性金属片19、带金属触点的电路板20、电阻21及两个接插片22、23，其中柔性金属片19在受到燃料蒸气临时存储装置10的触动时使其金属触点接触电路板20的金属触点，从而形成部分电路。从图中可以看出，在本实施方式的燃料蒸气临时存储装置总成2应用于燃料蒸气控制系统中时，电子控制单元4的触动电路接至两个接插片22、23，从而结合触动开关18形成一个完整的触动电路回路。这样，在燃料蒸气临时存储装置10被释放并且克服弹簧的弹力向下移动到一定程度而触动该触动开关18时，触动电路的回路闭合。

在电子控制单元触动系统11中，当Wf＞W＞nKx时，电子控制单元4将接受到电流信号I＝U/R，燃料蒸气控制系统开始工作。其中，Wf为燃料蒸气吸附量达到饱和时的燃料蒸气临时存储装置的重量。W为燃料蒸气临时存储装置(例如炭罐)10中的燃料蒸气吸附量接近Wf时的重量。K为并置的弹簧17的弹性系数。x为燃料蒸气临时存储装置10的底部位置到触动开关18中的金属片19、并使触动开关18闭合时的位移量。n为弹簧的个数。U为电子控制单元4分配给触动开关18的电压。R为电阻21的阻值。

由此可以看出，在根据本发明的用于混合动力汽车(其至少一个动力源为内燃机)的燃料蒸气控制系统包括前述的燃料蒸气临时存储装置总成2中，第一通道14与燃料蒸气通道7连通，用于吸附燃料箱1中的燃料蒸气；第二通道15与燃料蒸气净化通道8连通，用于将吸附在燃料蒸气临时存储装置10中的燃料输送到内燃机5中进行燃烧；第三通道16与接大气通道9连通。燃料蒸气控制系统还包括电子控制单元以及位于第二通道15下游的电磁阀6。触动开关18构成电子控制单元4的触动电路的一部分，电子控制单元4根据触动开关18的信号控制内燃机5的启动以及电磁阀的开启。

图2是根据本发明的燃料蒸气控制系统的控制流程图。如图中所示，控制前述燃料蒸气控制系统的方法包括在汽车状态转换时执行如下步骤：步骤A.判断汽车的运转状态，如果车辆进入内燃机驱动状态则前进至步骤C，如果车辆进入电驱动停车状态则前进至步骤B，如果车辆进入电驱动运行状态则前进至步骤D；步骤B.释放所述位置约束装置，如果所述燃料蒸气临时存储装置使得所述触动开关闭合则前进至步骤C，否则前进至步骤D；步骤C.启动所述内燃机及所述电磁阀，清洗所述燃料蒸气临时存储装置；步骤D.约束所述位置约束装置并结束。可以了解，在电子控制单元检测到进入内燃机驱动状态时，电子控制单元直接控制开启内燃机并打开电磁阀，尽量“清洗”燃料蒸气临时存储装置；当进入电驱动停车状态时则释放位置约束装置，使得燃料蒸气临时存储装置处于自由状态，由于重力作用其克服弹簧的弹力而向下移动，当其位移达到一定程度时推压触动开关并使其闭合，实现电子控制单元的触动电路闭合，产生启动内燃机并开启电磁阀的信号，“清洗”燃料蒸气临时存储装置；在汽车处于电驱动运行状态时则约束燃料蒸气临时存储装置并且不进行“清洗”动作。通过如上的控制过程，本发明能够在燃料蒸气临时存储装置被充满时适当地清洗燃料蒸气临时存储装置，防止了燃料蒸气排放到大气中污染大气或者使得汽车的乘员感到不适。

如上所述，参照附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，所属领域的技术人员可对本发明的实施方式进行改型和变型从而构成新的技术方案，但是应当了解，这些新的技术方案无疑也等同于直接记载在了本说明书中，并且它们也落入在由所附的权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃料蒸气临时存储装置总成，所述燃料蒸气临时存储装置总成包括：

燃料蒸气临时存储装置，在所述燃料蒸气临时存储装置上设置有第一通道、第二通道及第三通道，并且在所述燃料蒸气临时存储装置的下方设置有一个或更多的支承弹簧；

位置约束装置，所述位置约束装置受控而约束或释放所述燃料蒸气临时存储装置在所述燃料蒸气临时存储装置总成内的自由运动；以及

位于所述燃料蒸气临时存储装置下方的触动开关，其中，在所述位置约束装置处于释放位置时，所述燃料蒸气临时存储装置能克服所述弹簧的弹力而向下移动并且在其重量超过限值时闭合所述触动开关。

2.如权利要求1所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其特征是，所述燃料为汽油。

3.如前述权利要求中任一项所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其特征是，所述燃料蒸气临时存储装置为炭罐。

4.如权利要求1所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其特征是，所述位置约束装置为电磁弹簧机构，由电磁铁、压缩弹簧和铁档块组成，在断电状态下所述铁档块受所述压缩弹簧作用而向所述燃料蒸气临时存储装置提供约束，在通电状态下所述铁档块受所述电磁铁吸引而移向释放位置。

5.如权利要求4所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其特征是，所述铁档块与所述燃料蒸气临时存储装置的表面上设置有在二者处于约束位置时适于互相啮合的齿。

6.如权利要求1所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其特征是，所述触动开关包括带金属触点的柔性金属片、带金属触点的电路板、电阻及两个接插片，其中所述柔性金属片在受到所述燃料蒸气临时存储装置的触动时使其金属触点接触所述电路板的金属触点，从而形成部分电路。

7.一种用于混合动力汽车的燃料蒸气控制系统，所述混合动力汽车的至少一个动力源为内燃机，

其特征是，

所述燃料蒸气控制系统包括如前述权利要求中任一项所述的燃料蒸气临时存储装置总成，其中，所述第一通道用于吸附燃料箱中的燃料蒸气，所述第二通道用于将吸附在所述燃料蒸气临时存储装置中的燃料输送到内燃机中进行燃烧，所述第三通道接大气通道，

所述燃料蒸气控制系统还包括电子控制单元以及位于所述第二通道下游的电磁阀，

所述触动开关构成所述电子控制单元的触动电路的一部分，所述电子控制单元根据所述触动开关的信号控制所述内燃机的启动以及所述电磁阀的开启。

8.一种混合动力汽车，其包括如权利要求7所述的燃料蒸气控制系统。

9.一种控制如权利要求7所述的燃料蒸气控制系统的方法，包括在汽车状态转换时执行如下步骤：

步骤A．判断所述汽车的进入的运转状态，如果车辆进入内燃机驱动状态则前进至步骤C，如果车辆进入电驱动停车状态则前进至步骤B，如果车辆进入电驱动运行状态则前进至步骤D；

步骤B．释放所述位置约束装置，如果所述燃料蒸气临时存储装置使得所述触动开关闭合则前进至步骤C，否则前进至步骤D；

步骤C．启动所述内燃机及所述电磁阀，清洗所述燃料蒸气临时存储装置；

步骤D．约束所述位置约束装置并结束。