CN104454255B - 用于汽车的燃油蒸发控制系统以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车的燃油蒸发控制系统以及一种用于汽车的燃油蒸发控制方法，用于汽车的燃油蒸发控制系统，包括：用于存储燃油的油箱；填充有活性炭的碳罐，碳罐具有进口端和出口端，碳罐的进口端与油箱相连用于吸附燃油挥发产生的燃油蒸汽；发动机，发动机与碳罐的出口端相连；电磁阀，电磁阀设在碳罐的出口端与发动机之间；用于检测碳罐内的燃油蒸汽的浓度信号的气敏传感器；和控制器，控制器与电磁阀和气敏传感器相连，控制器根据气敏传感器检测到的浓度信号控制电磁阀的开启。根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，能有效提高发动机燃油供给的控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种用于汽车的燃油蒸发控制系统以及一种用于汽车的燃油蒸发控制方法。
背景技术
为了减小油箱中汽油蒸汽对环境的污染并且提高燃油经济性，汽车制造厂家普遍采用活性碳罐系统对燃油蒸发进行控制，利用碳罐中的活性炭吸附油箱中的燃油蒸汽。当发动机运转时，电子控制单元通过控制碳罐电磁阀的通断，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽从碳罐中吸入发动机的进气道中进行燃烧。这种对燃油蒸汽的控制方法可减少大气中的碳氢化合物和节约燃料。
现有的蒸发排放控制系统中，碳罐电磁阀为一个常闭电磁阀，电子控制单元根据发动机不同的运行条件，以一定的频率使电磁阀的搭铁电路接通从而对碳罐中的燃油蒸汽进行脱附。这种燃油蒸发控制方法中，有几点不足：1、碳罐中活性炭的饱和程度未知，只能试探性的接通碳罐电磁阀进行碳罐饱和度的探测，这种控制方法会影响整车的排放性，甚至影响到驾驶性；2、碳罐在进行燃油蒸汽脱附的过程中，需要空气参与，即流经碳罐电磁阀的气体实际为油蒸汽和空气的混合气，现有技术中由于当前循环混合气中油蒸汽量未知，只有在混合气参与燃烧后，氧传感器检测当前工况的空燃比反馈电子控制单元，电子控制单元才能计算出经碳罐电磁阀脱附的油蒸汽，并依据本循环的空燃比情况，在下一循环中调节碳罐电磁阀的开度。这种滞后且粗略的蒸发控制策略，不能实现最佳的燃油经济性和驾驶舒适性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种基于浓度的用于汽车的燃油蒸发控制系统。
本发明的另一目的在于提出一种用于汽车的燃油蒸发控制方法。
根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，包括：用于存储燃油的油箱；填充有活性炭的碳罐，所述碳罐具有进口端和出口端，所述碳罐的进口端与所述油箱相连用于吸附燃油挥发产生的燃油蒸汽；发动机，所述发动机与所述碳罐的出口端相连；电磁阀，所述电磁阀设在所述碳罐的出口端与所述发动机之间；用于检测所述碳罐内的燃油蒸汽的浓度信号的气敏传感器；和控制器，所述控制器与所述电磁阀和所述气敏传感器相连，所述控制器根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制所述电磁阀的开启。
根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，设有用于检测所述碳罐内的燃油蒸汽的浓度信号的气敏传感器，并根据气敏传感器检测到的燃油蒸汽的浓度信号来控制电磁阀的开启，能有效提高发动机燃油供给的控制精度。
另外，根据本发明上述实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个示例，当所述电磁阀处于开启状态时，所述控制器根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制所述电磁阀的开启角度。
根据本发明的一个示例，所述气敏传感器集成在所述电磁阀上。
根据本发明的一个示例，所述气敏传感器在所述电磁阀上邻近所述碳罐的出口端。
根据本发明的一个示例，所述气敏传感器为半导体气敏传感器。
根据本发明的一个示例，所述电磁阀为常闭电磁阀。
根据本发明的一个示例，所述活性炭为颗粒状活性炭。
根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制方法，包括以下步骤：检测汽车的碳罐中的燃油蒸汽的浓度值；将检测到的所述浓度值与预定值进行比较；当所述浓度值大于等于所述预定值时，对所述碳罐进行脱附。
根据本发明的一个示例，所述燃油蒸汽的浓度值是由气敏传感器进行检测的。
根据本发明的一个示例，所述气敏传感器为半导体气敏传感器。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统的示意图；和
图2是根据本发明一个实施例的用于汽车的燃油蒸发控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统。
如图1所示，根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，包括：油箱（图中未示出），碳罐200，发动机300，电磁阀400，气敏传感器（图中未示出）和控制器600。
具体地说，所述油箱用于存储燃油。
碳罐200内填充有活性炭。活性炭可以为颗粒状活性炭。碳罐200具有进口端（图中未示出，用于与所述油箱相连）和出口端202。碳罐200的进口端与所述油箱相连用于吸附燃油挥发产生的燃油蒸汽。
发动机300与碳罐200的出口端202相连。
电磁阀400设在碳罐200的出口端202与发动机300之间。
所述气敏传感器用于检测碳罐200内的燃油蒸汽的浓度信号。
控制器600与电磁阀400和所述气敏传感器相连。控制器600根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制电磁阀400的开启。
根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，设有用于检测所述碳罐内的燃油蒸汽的浓度信号的气敏传感器，并根据气敏传感器检测到的燃油蒸汽的浓度信号来控制电磁阀的开启，能有效提高发动机燃油供给的控制精度。
有利地，根据本发明的一个示例，当电磁阀400处于开启状态时，控制器600可以根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制电磁阀400的开启角度。进一步地，电磁阀400为常闭电磁阀。
根据本发明的一个示例，所述气敏传感器集成在电磁阀400上。有利地，所述气敏传感器在电磁阀400上邻近碳罐200的出口端202。也就是说，所述气敏传感器设在电磁阀400的进口端。进一步地，所述气敏传感器为半导体气敏传感器。
换句话说，如图1所示，根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制系统，油箱存储燃油，通过油管与碳罐200相连，燃油挥发的油蒸汽通过油管进入碳罐200。
碳罐200内装有活性炭，活性炭具有巨大的比表面积，可以吸附燃油蒸汽。本发明实施例中使用的活性炭为粒状碳，对燃油蒸汽的吸附方式为过滤吸附式。
电磁阀400通过管路和碳罐200与发动机300机械相连，并与控制器600电相连。电磁阀400为常闭电磁阀，在接收到发动机控制单元的信号后开启阀门，阀门开度由发动机控制单元的控制信号的占空比决定。阀门开启后，从碳罐200到发动机300的管路实现了连通。由于管路内是负压，碳罐200中的燃油蒸汽在负压的抽吸下，从碳罐200中脱附出来，进入发动机300，并与发动机300中的新鲜空气混合，混合气最终进入发动机燃烧室参与燃烧。
本发明实施例中的电磁阀400内部集成了气敏传感器，通过固定装置固定在电磁阀400的进气段。在燃油蒸汽脱附过程中，可以测量经过电磁阀400的混合气中的燃油蒸汽量。
本实施例中使用的气敏传感器为半导体气敏传感器。传感器内部有压电晶体，压电晶体的表面涂覆有一层选择性吸附碳氢气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与碳氢气体相互作用使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移。流过电磁阀400的混合气中碳氢气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同，通过测量声表面波频率的变化就可以准确的反应碳氢气体浓度的变化，从而来检测混合气中燃油蒸汽的浓度，再将该浓度信号转化为电信号反馈给控制器600，控制器600据此计算出流入发动机的燃油蒸汽量，进而调整电磁阀400的开启角度。
此外，在电磁阀400关闭、未进行碳罐200脱附时，气敏传感器还用于检测碳罐200中燃油蒸汽的浓度，并将该浓度信号反馈给控制器600，控制器600据此判断碳罐200是否达到吸附饱和状态。在碳罐200达到饱和时，为了防止燃油蒸汽从碳罐200中外溢到大气中，造成环境污染，控制器600结合当前发动机300的运行工况，发送一定的占空比信号开启电磁阀400进行碳罐脱附。
下面参考附图2描述根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制方法。
如图2所示，根据本发明实施例的用于汽车的燃油蒸发控制方法，包括以下步骤：
首先，检测汽车的碳罐中的燃油蒸汽的浓度值。
然后，将检测到的所述浓度值与预定值进行比较。
当所述浓度值大于等于所述预定值时，对碳罐进行脱附。
也就是说，汽车系统上电后，相关传感器进行发动机工况检测，并将检测信号反馈给控制器，控制器据此进行碳罐脱附条件判断。如果满足脱附条件，控制器将发送占空比信号给电磁阀，使电磁阀开启进行碳罐脱附。如果不满足脱附条件，控制器就不发送信号，电磁阀也无动作。电磁阀开启后，在进行碳罐脱附的同时，其内部集成的气敏传感器检测流经电磁阀的燃油蒸汽量，并将该信号反馈控制器。控制器根据该信号及发动机燃烧相关信号进行发动机空燃比分析，如果空燃比满足设定条件，控制器按照当前循环占空比信号继续控制电磁阀开启，否则，电子控制单元重新进入碳罐脱附条件判断。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种用于汽车的燃油蒸发控制系统，其特征在于，包括：
用于存储燃油的油箱；
填充有活性炭的碳罐，所述碳罐具有进口端和出口端，所述碳罐的进口端与所述油箱相连用于吸附燃油挥发产生的燃油蒸汽；
发动机，所述发动机与所述碳罐的出口端相连；
电磁阀，所述电磁阀设在所述碳罐的出口端与所述发动机之间；
用于检测所述碳罐内的燃油蒸汽的浓度信号的气敏传感器；和
控制器，所述控制器与所述电磁阀和所述气敏传感器相连，所述控制器根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制所述电磁阀的开启；
所述气敏传感器集成在所述电磁阀上；
所述气敏传感器在所述电磁阀上邻近所述碳罐的出口端。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的燃油蒸发控制系统，其特征在于，当所述电磁阀处于开启状态时，所述控制器根据所述气敏传感器检测到的所述浓度信号控制所述电磁阀的开启角度。
3.根据权利要求1所述的用于汽车的燃油蒸发控制系统，其特征在于，所述气敏传感器为半导体气敏传感器。
4.根据权利要求1所述的用于汽车的燃油蒸发控制系统，其特征在于，所述电磁阀为常闭电磁阀。
5.根据权利要求1所述的用于汽车的燃油蒸发控制系统，其特征在于，所述活性炭为颗粒状活性炭。
6.一种用于汽车的燃油蒸发控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测汽车的碳罐中的燃油蒸汽的浓度值；
将检测到的所述浓度值与预定值进行比较；
当所述浓度值大于等于所述预定值时，对所述碳罐进行脱附；
所述燃油蒸汽的浓度值是由气敏传感器进行检测的；
发动机与碳罐的出口端相连，电磁阀设在碳罐的出口端与发动机之间，控制器与所述电磁阀和所述气敏传感器相连，所述气敏传感器集成在所述电磁阀上，所述气敏传感器在所述电磁阀上邻近所述碳罐的出口端。
7.根据权利要求6所述的用于汽车的燃油蒸发控制方法，其特征在于，所述气敏传感器为半导体气敏传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Ting Inventor after: Li Yongshuang Inventor after: Wang Xiaofeng Inventor before: Liu Ting |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180424 Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing treasure Car Co.,Ltd. Address before: 102206 Changping District City, Shahe, Sha Yang Road, Beijing Patentee before: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Address before: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee before: Beijing treasure Car Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Fuel evaporation control system and control method for automobile Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20170915 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Registration number: Y2021990001167 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230925 Granted publication date: 20170915 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231007 Address after: 101300 Shuanghe Street, Shunyi District, Beijing, 99 Patentee after: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Address before: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee before: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Effective date of registration: 20231007 Address after: 102206, Beijing, Shahe, Changping District Town, Sha Yang Road, Lao Wan Village North Patentee after: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Address before: 101300 Shuanghe Street, Shunyi District, Beijing, 99 Patentee before: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |