CN103161618B

CN103161618B - 用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置

Info

Publication number: CN103161618B
Application number: CN201210150295.1A
Authority: CN
Inventors: 金昌铉
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: US20130146031A1; DE102012104068B4; JP5959900B2; KR101262607B1; CN103161618A; DE102012104068A1; JP2013121811A; US9163592B2

Abstract

本发明涉及一种用于混合电动车辆（HEV）的汽油蒸气排出装置，包括布置在碳罐和燃料箱之间的蒸气管路，其中净化管路可以连接到所述碳罐用于从所述碳罐向发动机传送汽油蒸气，所述汽油蒸气排出装置可以包括：排出接头，所述排出接头形成到所述碳罐并被用来给所述碳罐供应空气；空气供应管路，所述空气供应管路连接到所述碳罐的排出接头，用以给所述排出接头供应空气；双向阀，所述双向阀连接到排气管的一端和所述空气供应管路的一端，所述双向阀被控制以选择性地将所述空气供应管路和所述排气管之间或所述空气供应管路和所述空气供应管路外部的空气流连通；以及传导构件，所述传导构件布置在所述双向阀和所述排出接头之间的空气供应管路上。

Description

用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月9日提交的韩国专利申请No.10-2011-0131739的优先权，上述申请的全部内容结合于此用于这种引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于混合电动车辆（HEV）的汽油蒸气排出装置，更具体地而言，本发明涉及这样一种用于HEV的汽油蒸气排出装置，其能够在电机运转期间，甚至在低温环境下，稳定地将燃料箱内的汽油蒸气排出。

背景技术

通常而言，在设计使用发动机和电机的HEV时，燃料系统里被考虑最多的一个重要因素是怎样将汽油蒸气排放到外部，所述汽油蒸气是在发动机停止期间从燃料箱排出的。

当HEV的发动机运转时，汽油蒸气通过汽油发动机从碳罐和燃料一起被传送到发动机。

也就是说，HEV在中/低速状态和怠速状态下由电机驱动。此时，由于发动机停止，从碳罐引入到发动机的汽油蒸气的净化率变为零。然而，燃料箱里的燃料在不断地排出汽油蒸气。因此，当从燃料箱引入到碳罐的汽油蒸气不被排放到净化管路时，汽油蒸气是通过空气出口排放到大气中。

因此，HEV可能会不满足排放气体的规定，且可能引起适销性方面的问题，例如气味。

为了解决上述问题，相关技术中已经提出一种用于HEV的汽油蒸气排出装置，如图1所示。所述用于HEV的汽油蒸气排出装置包括燃料箱10、排气阀40以及增压OBD阀50，该燃料箱10由高强度的钢板形成，所述钢板具有诸如较大的厚度，从而能够承受汽油蒸气过大的压力，该排气阀40安装在设置在燃料箱10和碳罐20之间的蒸气管路30上，该增压OBD阀50安装在碳罐20的出口接头21处。

在根据相关技术的用于HEV的汽油蒸气排出装置中，当在电机操作期间没有净化时，汽油蒸气的流动形成如下。

在根据相关技术的用于HEV的汽油蒸气排出装置中，在怠速或低速期间发动机停止，当电机运转时，蒸气管路30的排气阀40阻塞。因此，燃料箱10内的汽油蒸气不被引入到碳罐20，但是汽油蒸气停留在燃料箱10内。

当发动机在加速期间运转时，蒸气管路30的排气阀40打开。此时，燃料箱10内的汽油蒸气通过蒸气管路30而引入到碳罐20，然后沿着连接到碳罐20的净化管路60传送到发动机。

同时，在电机运转期间，为了从根本上防止汽油蒸气排放到大气中，根据相关技术的用于HEV的汽油蒸气排出装置在碳罐20内包括热量存储材料。这种热量存储材料在预定温度下重复液态/固态相变，在从液态到固态的相变期间放出潜热。即，用作为热量存储材料的十六烷在室温调节的参考温度下（大约18°）引起相变。此时产生的潜热增加了碳罐20的内部温度，从而增加了用于收集汽油蒸气的活性碳的吸收效率。

但是，所述汽油蒸气排出装置的生产成本和重量可能因为所述热量存储材料及其结构而增加，且热量存储材料可能只在参考温度下才能获得相变的效果。因此，在低温的情况下，热量存储材料不具有使碳罐20的效率增加的效果。因此，在寒冷的地方和冬季期间，运行所述汽油蒸气排出装置是有困难的。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种用于HEV的汽油蒸气排出装置，其能够在电机运转期间，有效地将燃料箱内的汽油蒸气排出。

在本发明的一个方面中，一种用于混合电动车辆（HEV）的汽油蒸气排出装置，可以包括布置在碳罐和燃料箱之间的蒸气管路，所述燃料箱具有连接到所述蒸气管路的排气阀，从而在所述碳罐和所述燃料箱之间传送汽油蒸气，其中净化管路连接到所述碳罐用于从所述碳罐向发动机传送汽油蒸气，所述汽油蒸气排出装置可以包括：排出接头，所述排出接头形成到所述碳罐并被用来给所述碳罐供应空气；空气供应管路，所述空气供应管路连接到所述碳罐的所述排出接头，用以给所述排出接头供应空气；双向阀，所述双向阀连接到排气管的一端和所述空气供应管路的一端，所述双向阀被控制以选择性地将所述空气供应管路和所述排气管之间或所述空气供应管路和所述空气供应管路外部的空气流连通；以及传导构件，所述传导构件布置在所述双向阀和所述排出接头之间的空气供应管路上。

所述传导构件形成为盘绕形状。

所述空气供应管路的外圆周附接到所述排气管的外圆周。

所述空气供应管路可以包括安装在所述传导构件下游侧的碳罐关闭阀（canisterclosed valve,CCV），所述碳罐关闭阀被控制用以将经过所述空气供应管路的空气流阻塞或连通。

当车辆的发动机运转时，所述CCV开启，并且所述双向阀将空气连通到所述空气供应管路和所述排出接头，同时阻塞所述排气管的空气供应，当车辆的电机运转时，所述CCV开启，并且所述双向阀将所述空气供应管路的空气连通到所述排气管，同时阻塞外部的空气供应到所述空气供应管路中。

当车辆的发动机运转时，所述双向阀将空气连通到所述空气供应管路和所述排气接头，并且同时阻塞所述排气管的空气供应，当车辆的电机运转时，所述双向阀将所述空气供应管路的空气连通到所述排气管，并且同时阻塞外部的空气供应到所述空气供应管路中。

在根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置中，在发动机关闭而电机运转期间，净化是不可能的，碳罐内的汽油蒸气被引入排气管，并通过催化剂而排到大气中。因此，汽油蒸气可以稳定地排出。

进一步地，在车辆的发动机运转期间，由传导构件加热的空气供应到碳罐，这使得甚至在低温时也能增加活性碳的吸收效率成为可能。

另外，由于省去了热量存储材料及其结构，汽油蒸气排出装置的生产成本和重量可以减小。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1示意性地示出了根据相关技术的用于HEV的汽油蒸气排出结构。

图2示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置。

图3示意性地示出了应用到根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的空气供应管路、碳罐和排气管之间的连接关系。

图4A和图4B示出了应用到根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的双向阀的操作。

图5A和图5B是显示了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的操作过程的流程图。

图6显示了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置中的汽油蒸气被消声器的催化剂分解的过程。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

以下，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。

图2示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置。图3示意性地示出了应用到根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的空气供应管路、碳罐和排气管之间的连接关系。如图2和图3所示，根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置包括设置在碳罐200和燃料箱100之间的蒸气管路110，所述燃料箱100具有燃料泵和安装于其内的排气阀101并且引发汽油蒸气。炭罐200连接到用于将汽油蒸气传送到发动机的净化管路220。

碳罐200包括排出接头201，该排出接头201形成为供应空气并且与空气供应管路210相连通。碳罐200以这样的方式安装，空气供应管路210的外圆周紧密地附接至排气管310的外圆周，所述排气管310内安装有催化剂。这里，传导构件301安装在空气供应管路210内，以便传递排气管310的热能量。

因此，空气供应管路210内流经的空气通过传导构件301和排气管310之间的热交换而被加热。

双向阀300安装在空气供应管路210内以便与排气管310相连通。双向阀300可以安装在传导构件301的上游侧。传导构件301可以形成为沿着空气供应管路210的纵向方向的盘绕形状，从而容易地进行热传递。

图4A和图4B示出了应用到根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的双向阀的操作。如图4A所示，双向阀300可以将流经空气供应管路210内部的空气连通到排出接头201，同时阻塞来自排气管310的空气。如图4B所示，双向阀300可以将空气供应管路210的空气连通到排气管310，同时阻塞空气供应。

以上描述的根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的操作将更详细地描述如下。

图5A和图5B是显示了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置的操作过程的流程图。参见图5A，当车辆的发动机运转时（S100），即，在可以进行净化的发动机运转期间，碳罐关闭阀（CCV）211打开（S110）。

然后，流经空气供应管路210内的空气被连通到排出接头210，同时通过双向阀300阻塞排气管310（S120）。

因此，在穿过传导构件301时被加热的空气被引入到碳罐200中（S130）。

同时，参考图5B，当电机运转时（S200），即，在不能进行净化的期间，维持CCV 211为打开的状态（S210）。

然后，空气供应管路210的空气连通到排气管310，同时空气供应被双向阀300阻塞（S220）。

因此，碳罐200中剩余的汽油蒸气通过排气管300排出（S230）。

图6显示了根据本发明示例性实施方式的用于HEV的汽油蒸气排出装置中的汽油蒸气被消声器的催化剂分解的过程。如图6所示，碳罐200的汽油蒸气在通过排气管310排出时，通过设在排气管310的催化剂而排出到大气。也就是说，包含碳氢化合物（HC）的汽油蒸气通过与催化剂中的氧发生化学反应被分成氧和二氧化碳，然后排放到大气中。因此，不会产生环境污染（HC+O₂=H₂+CO₂）。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims

1.一种用于混合电动车辆(HEV)的汽油蒸气排出装置，包括布置在碳罐和燃料箱之间的蒸气管路，所述燃料箱具有连接到所述蒸气管路的排气阀，从而在所述碳罐和所述燃料箱之间传送汽油蒸气，其中净化管路连接到所述碳罐用于从所述碳罐向发动机传送汽油蒸气，所述汽油蒸气排出装置包括：

排出接头，所述排出接头形成到所述碳罐并被用来给所述碳罐供应空气；

空气供应管路，所述空气供应管路连接到所述碳罐的排出接头，用以给所述排出接头供应空气；

双向阀，所述双向阀连接到排气管的一端和所述空气供应管路的一端，所述双向阀被控制以选择性地将所述空气供应管路和所述排气管之间或所述空气供应管路和所述空气供应管路外部的空气流连通；以及

传导构件，所述传导构件布置在所述双向阀和所述排出接头之间的空气供应管路上；

其中当车辆的发动机运转时，所述双向阀将空气连通到所述空气供应管路和所述排出接头，并且同时阻塞所述排气管的空气供应，当车辆的电机运转时，所述双向阀将所述空气供应管路的空气连通到所述排气管，并且同时阻塞外部的空气供应到所述空气供应管路中。

2.根据权利要求1所述的用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置，其中所述传导构件形成为盘绕形状。

3.根据权利要求1所述的用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置，其中所述空气供应管路的外圆周附接到所述排气管的外圆周。

4.根据权利要求1所述的用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置，其中所述空气供应管路包括安装在所述传导构件下游侧的碳罐关闭阀(CCV)，所述碳罐关闭阀被控制用以将经过所述空气供应管路的空气流阻塞或连通。

5.根据权利要求4所述的用于混合电动车辆的汽油蒸气排出装置，其中，当车辆的发动机运转时，所述碳罐关闭阀开启，并且所述双向阀将空气连通到所述空气供应管路和所述排出接头，同时阻塞所述排气管的空气供应，当车辆的电机运转时，所述碳罐关闭阀开启，并且所述双向阀将所述空气供应管路的空气连通到所述排气管，同时阻塞外部的空气供应到所述空气供应管路中。