CN106762175B - 车载加油油气回收系统、控制单元及汽车 - Google Patents

车载加油油气回收系统、控制单元及汽车 Download PDF

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Abstract

一种车载加油油气回收系统、控制单元及汽车，其中车载加油油气回收系统，包括：燃油箱、碳罐、进气歧管，所述碳罐从所述燃油箱内吸附燃油蒸汽，并将吸附的燃油蒸汽输送至所述进气歧管；还包括控制单元，所述控制单元用于发送控制信号；电机，所述电机用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号进行运转或停止运转操作；涡轮增压器，所述涡轮增压器与所述电机连接；发动机排气系统，在所述涡轮增压器运转时，所述涡轮增压器将燃油蒸汽输送至所述发动机排气系统。本发明不仅仅通过进气歧管排空碳罐内的燃油蒸汽，还通过涡轮增压器排空碳罐内的燃油蒸汽，有利于高效快速清空碳罐。

Description

车载加油油气回收系统、控制单元及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种车载加油油气回收系统、控制单元及汽车。
背景技术
随着汽车工业地快速发展，汽车的保有量越来越多。而大多数小型汽车的燃料均为汽油；汽油易挥发，燃油箱内的燃油会很快挥发形成燃油蒸汽，燃油蒸汽增加了燃油箱内部的压力，当压力到达一定值时就会产生一定的危险，所以人们就想法子平衡压力，起初是将燃油箱盖做成了限压阀，当压力高过某一值时，限压阀就打开，把汽油蒸汽排到大气中，排到大气中的燃油蒸汽污染了大气环境。
随着人们节约燃料和保护环境的意识不断地提高，于是人们设计了ORVR(OnboardRefueling Vapor Recovery)，即车载加油油气回收系统，ORVR是一种车辆排放控制系统，它能够收集加油过程中从燃油箱中挥发出来的燃油蒸气。ORVR被设计固定在燃油箱和燃油加注管之间。当汽车加油时，燃油箱中的燃油蒸气会被一个具有吸附作用的碳罐吸收；当发动机开始运转，碳罐中的油气就会进入发动机进气歧管，从而作为燃料被使用。
碳罐装在汽燃油箱和发动机进气歧管之间，碳罐内部由吸附性很强的活性炭填充，燃油箱中多余的燃油蒸汽不再排到大气中，而是有一根管子引入活性碳罐，活性碳吸附燃油蒸汽；当汽车开动的时候，活性碳罐控制阀适时打开，将吸收的燃油蒸汽重新倒入进气歧管，以达到节约燃油和环保的目的。
但是，由于ORVR系统的特殊结构，当燃油蒸汽被储存在碳罐中，其蒸汽通过传统的发动机进气系统进行排空，该系统工作效率低，且不易于高效的快速清空碳罐。
发明内容
本发明解决的问题是现有的车载加油油气回收系统排空碳罐中的燃油蒸汽的效率低，不易于高效快速清空碳罐。
为解决上述问题，本发明提供一种车载加油油气回收系统，包括：燃油箱、碳罐、进气歧管，所述碳罐从所述燃油箱内吸附燃油蒸汽，并将吸附的燃油蒸汽输送至所述进气歧管；还包括：
控制单元，所述控制单元用于发送控制信号；
电机，所述电机用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号进行运转或停止运转操作；
涡轮增压器，所述涡轮增压器与所述电机连接，当所述电机运转时，所述涡轮增压器运转；当所述电机停止运转时，所述涡轮增压器停止运转；
发动机排气系统，在所述涡轮增压器运转时，所述涡轮增压器将燃油蒸汽输送至所述发动机排气系统。
可选的，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述燃油箱内，用于检测所述燃油箱内的压力，并将所检测到的压力信号发送给所述控制单元。
可选的，当所述压力信号对应的燃油箱内的压力低于设定压力时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
可选的，还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述发动机排气系统内，用于检测发动机排气系统内催化器的温度，并将所检测到的温度信号发送给所述控制单元。
可选的，当所述温度信号对应的发动机排气系统内催化器的温度低于设定温度时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
可选的，还包括转速传感器，所述转速传感器设于发动机的曲轴上，用于检测发动机的转速，并将所述检测到的转速信号发送给所述控制单元。
可选的，当所述转速信号对应的发动机的转速高于设定转速时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
可选的，还包括车载电源，所述车载电源向所述电机供电；还包括电量传感器，所述电量传感器设于所述车载电源上，用于检测车载电源的电量，并将检测到的电量信号发送给所述控制单元。
可选的，当所述电量信号对应的车载电源的电量低于设定电量时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
可选的，所述碳罐通过第一管件和所述涡轮增压器连接，所述涡轮增压器通过第二管件和所述发动机排气系统连接；所述第一管件的内径大于所述第二管件的内径。
本发明还提供一种控制单元，用于控制上述任一项所述的车载加油油气回收系统，包括：
获取模块，用于获取关于燃油箱内的压力、发动机排气系统内催化器的温度、发动机的转速、车载电源的电量的信号；
存储模块，用于存储燃油箱的设定压力、发动机排气系统内催化器的设定温度、发动机的设定转速、车载电源的设定电量；
比较模块，用于接收所述获取模块获取的信号，将所述压力信号所对应的压力与所述设定压力比较、所述温度信号所对应的温度与所述设定温度比较、所述转速信号所对应的转速与所述设定转速比较、所述电量信号所对应的电量与所述设定电量比较，并发送比较结果；
指令模块，用于接收所述比较结果，根据所述比较结果向所述电机发送控制信号，当比较结果为：燃油箱内的压力低于设定压力、发动机排气系统内催化器的温度低于设定温度、发动机的转速高于设定转速车载电源的电量低于设定电量其中至少一个时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
本发明还提供一种汽车，包括上述任一项所述的车载加油油气回收系统。
可选的，还包括上述所述的控制单元。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的车载加油油气回收系统包括燃油箱、碳罐、进气歧管，碳罐能够吸附燃油箱内的燃油蒸汽，新鲜空气进入碳罐，将碳罐中的燃油蒸汽“吹”向进气歧管，碳罐所吸附的燃油蒸汽输送至进气歧管，排出碳罐中的部分燃油蒸汽；为了提高排空碳罐中燃油蒸汽的效率，本发明还包括控制单元，控制单元用于发送控制信号；电机，电机用于接收控制信号，并根据控制信号进行运转或停止运转操作；涡轮增压器，涡轮增压器与电机连接，当电机运转时，涡轮增压器运转；当电机停止运转时，涡轮增压器停止运转；发动机排气系统，在涡轮增压器运转时，涡轮增压器将燃油蒸汽输送至发动机排气系统；本发明不仅仅通过进气歧管排空碳罐内的燃油蒸汽，还通过涡轮增压器排空碳罐内的燃油蒸汽，相比于现有技术中，仅仅通孔进气歧管排空碳罐内的燃油蒸汽，本发明的车载加油油气回收系统排空碳罐中的燃油蒸汽的效率提高了，有利于高效快速清空碳罐。
附图说明
图1是现有技术车载加油油气回收系统的结构示意图；
图2是本发明实施例车载加油油气回收系统的结构框图；
图3是本发明实施例车载加油油气回收系统的结构示意图；
图4是本发明实施例车载加油油气回收系统中涡轮的内部结构示意图；
图5是本发明实施例车载加油油气回收系统中控制单元的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图1，现有技术中，车载加油油气回收系统包括燃油箱10，碳罐30及进气歧管40；燃油箱10中的燃油通过燃油管路11进入导油轨21，在ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)的控制下，导油轨21中的燃油喷射到进气道或气缸内，参与燃烧；燃油箱10内的燃油会很快挥发形成燃油蒸汽，增加了燃油箱10内的内部压力，当压力达到一定值时就会产生危险。
为了避免危险，在燃油箱10和发动机20之间设置了一个充满活性炭的碳罐30，让燃油箱10中的多余的燃油蒸汽不再排放到大气中，而是通过导管引入到碳罐30中，由活性炭来吸附燃油蒸汽。当汽车开动时，碳罐控制阀(图未示出)适时打开，新鲜空气通过大气管路50进入碳罐30中，将碳罐30中吸附的燃油蒸汽“吹”向进气歧管40，加入到发动机中燃烧，以达到节约燃油和环保的目的。
但是，现有技术中车载加油油气回收系统仅仅通过进气歧管来排空碳罐中的燃油蒸汽，排空碳罐中的燃油蒸汽的效率低，不易于高效快速清空碳罐。
为此，本发明实施例提供一种车载加油油气回收系统，参考图2-图4，包括：燃油箱200、碳罐300、进气歧管400，碳罐300能够吸附燃油箱200内的燃油蒸汽，新鲜空气进入碳罐300，将碳罐300中的燃油蒸汽“吹”向进气歧管400，碳罐300所吸附的燃油蒸汽能够流向进气歧管400，排出碳罐300中的部分燃油蒸汽；为了提高排空碳罐300中燃油蒸汽的效率，本发明还包括控制单元505，控制单元505用于发送控制信号；电机502，电机502用于接收控制信号，并根据控制信号进行运转或停止运转操作；涡轮增压器总成500，涡轮增压器总成500包括涡轮增压器501和电机502，涡轮增压器501通过电机502驱动，涡轮增压器501与电机502连接，涡轮增压器501的输入端和电机502的输出端连接；当电机502运转时，涡轮增压器501运转；当电机502停止运转时，涡轮增压器501停止运转；发动机排气系统600，在涡轮增压器501运转时，涡轮增压器501将燃油蒸汽输送至发动机排气系统600。
碳罐300内的燃油蒸汽经过涡轮增压器501后进行增压，继而碳罐300所吸附的燃油蒸汽还能够经过涡轮增压器501后流向发动机排气系统600，利用发动机排气系统600的高温进行燃烧；即，本发明不仅仅通过进气歧管400排空碳罐300内的燃油蒸汽，还通过涡轮增压器501排空碳罐300内的燃油蒸汽，相比于现有技术中，仅仅通孔进气歧管400排空碳罐300内的燃油蒸汽，本发明的车载加油油气回收系统排空碳罐300中的燃油蒸汽的效率提高了，有利于高效快速清空碳罐300，避免将多余的燃油蒸汽排放到大气中。
本实施中驱动涡轮增压器501的电机502的开需要满足以下条件：
1.燃油箱200中的压力达到一定的程度，使得燃油箱200内的燃油蒸汽浓度较高需要及时的将燃油箱200内的燃油蒸汽排出，若燃油箱200中的压力过低，说明燃油箱200中的燃油蒸汽的浓度较低，无需及时的排出；本发明实施例中，还包括压力传感器(图未示出)，在燃油箱200内设有压力传感器，压力传感器用于检测燃油箱200内的压力，并将所检测到的压力信号发送给控制单元505；当压力信号对应的燃油箱200内的压力低于设定压力时，控制信号为控制电机502进行停止运转操作的信号一般设定压力为一个大气压。
2.发动机的转速不能过高，一旦发动机的转速过高，说明发动机在高负荷运转，此时，发动机排气系统600的排气压力较大，会超过涡轮增压器501增压过的燃油蒸汽的压力，燃油蒸汽无法进入发动机排气系统600，起不到排空碳罐300中燃油蒸汽的目的；本实施例中，还包括转速传感器(图未示出)，转速传感器设于发动机100的曲轴上，用于检测发动机100的转速，曲轴的转速即为发动机的转速，并将检测到的转速信号发送给控制单元505；当当转速信号对应的发动机100的转速高于设定转速时，控制信号为控制电机502进行停止运转操作的信号，一般发动机的设定转速为2500转-3500转，包括2500转和3500转。
3.发动机排气系统600内的催化器温度不能过低，否则，进入发动机排气系统600内的燃油蒸汽不能燃烧会直接排放到大气中，污染了大气环境；本实施例中，还包括温度传感器(图未示出)。在发动机排气系统600内设有温度传感器，温度传感器用于检测发动机排气系统600内催化器的温度，并将所检测到的温度信号发送给控制单元505；当温度信号对应的发动机排气系统600内催化器的温度低于设定温度时，控制信号为控制电机502进行停止运转操作的信号，一般燃油蒸汽的燃烧温度在600℃-800℃，因此，设定温度在600℃-800℃，包括600℃和800℃。
4.本实施例还包括车载电源，车载电源为12V，车载电源向电机502供电；车载电源的电量不能过低，车载电源除了要为驱动涡轮增压器501的电机502供电外还会为其它车辆用电器供电，若电量过低，则车载电源的电量首先要保证其它车辆用电器正常工作，就不会继续向电机502提供电量；为此，本发明实施例还包括电量传感器(图未示出)，电量传感器设于车载电源上，用于检测车载电源的电量，并将检测到的电量信号发送给控制单元505；当电量信号对应的车载电源的电量低于设定电量时，控制信号为控制电机502进行停止运转操作的信号，一般车载电源的设定电量为9V。
若上述四个条件均不满足，说明燃油箱200中的燃油蒸汽浓度较高，那么碳罐300中吸附的燃油蒸汽会较多，需要及时的排出；同时，发动机排气系统600内的排气压力小于涡轮增压后的燃油蒸汽的压力；此外，燃油蒸汽进入发动机排气系统600内能够燃烧，不会直接排到大气中；而且，车载电源的电量在保证车里用电器正常工作的情况下，也能向电机502提供电量；那么，控制单元505发送的控制信号为控制电机502进行运转操作的信号，电机502驱动涡轮增压器501工作，和进气歧管400一起排空碳罐300中的燃油蒸汽。
本实施例中，由于在碳罐300和发动机排气系统600之间设置了涡轮增压器501，参考图2，碳罐300通过第一管件504和涡轮增压器501连接，涡轮增压器501通过第二管件503和发动机排气系统600连接，第一管件504的内径大于第二管件503的内径；由于第一管件504的内径大于第二管件503的内径，相当于第一管件504中的体积大于第二管件503的体积，那么燃油蒸汽经过涡轮增压器501增压后，从第一管件504抽取的燃油蒸汽的体积大于即将进入第二管件503的燃油蒸汽的体积，那么燃油蒸汽会喷射到发动机排气系统600中，可以快速的排空碳罐300中的燃油蒸汽，效率高。
本发明实施例还提供一种控制单元505，用于控制上述任一项所述的车载加油油气回收系统，电机502被配置成和控制单元505通信，控制单元505控制电机502的开、关；本实施例中，控制单元505可以是发动机ECU，或者是与发动机ECU通信。
本实施例中，参考图5，控制单元505包括：获取模块，用于获取关于燃油箱200内的压力、发动机排气系统600内催化器的温度、发动机的转速、车载电源的电量的信号；
存储模块，用于存储燃油箱200的设定压力、发动机排气系统600内催化器的设定温度、发动机的设定转速、车载电源的设定电量；
比较模块，用于接收所述获取的信号，将所述压力信号所对应的压力与所述设定压力比较、所述温度信号所对应的温度与所述设定温度比较、所述转速信号所对应的转速与所述设定转速比较、所述电量信号所对应的电量与所述设定电量比较，并发送比较结果；
指令模块，用于接收所述比较结果，根据所述比较结果向所述电机502发送控制信号，当比较结果为：燃油箱200内的压力低于设定压力、发动机排气系统600内催化器的温度低于设定温度、发动机的转速高于设定转速车载电源的电量低于设定电量其中至少一个时，所述控制信号为控制电机502进行停止运转操作的信号；当比较结果不为上述四个任一时，所述控制信号为控制电机502进行运转操作的信号。
本发明实施例还提供一种汽车，包括上述任一所述的车载加油油气回收系统；本实施例中的汽车包括上述所述的控制单元505。
参考图3，燃油箱200中的燃油通过燃油管路201进入导油轨101，在ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元505)的控制下，导油轨101中的燃油喷射到发动机100的进气道或气缸内，参与燃烧；燃油箱200内的燃油会很快挥发形成燃油蒸汽，增加了燃油箱200内的内部压力，当压力达到一定值时就会产生危险。
为了避免危险，通过导管301引入到碳罐300中，由活性炭来吸附燃油蒸汽。当汽车开动时，碳罐控制阀(图未示出)适时打开，新鲜空气通过大气管路700进入碳罐300中，将碳罐300中吸附的燃油蒸汽经过进气管路302“吹”向进气歧管400，加入到发动机100中燃烧，以达到节约燃油和环保的目的；同时，控制单元505发送的控制信号为控制电机502开，燃油蒸汽经过涡轮增压后喷射到发动机排气系统600，利用发动机排气系统600的高温燃烧掉；通过进气歧管400和涡轮增压器501共同作用，提高了排空碳罐300内的燃油蒸汽的效率。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种车载加油油气回收系统，包括：燃油箱、碳罐、进气歧管，所述碳罐从所述燃油箱内吸附燃油蒸汽，并将吸附的燃油蒸汽输送至所述进气歧管；
其特征在于，还包括：
控制单元，所述控制单元用于发送控制信号；
电机，所述电机用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号进行运转或停止运转操作；
涡轮增压器，所述涡轮增压器与所述电机连接，当所述电机运转时，所述涡轮增压器运转；当所述电机停止运转时，所述涡轮增压器停止运转；
发动机排气系统，在所述涡轮增压器运转时，所述涡轮增压器将燃油蒸汽输送至所述发动机排气系统；
所述碳罐通过第一管件和所述涡轮增压器连接，所述涡轮增压器通过第二管件和所述发动机排气系统连接；所述第一管件的内径大于所述第二管件的内径。
2.如权利要求1所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述燃油箱内，用于检测所述燃油箱内的压力，并将所检测到的压力信号发送给所述控制单元。
3.如权利要求2所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，当所述压力信号对应的燃油箱内的压力低于设定压力时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
4.如权利要求1所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述发动机排气系统内，用于检测发动机排气系统内催化器的温度，并将所检测到的温度信号发送给所述控制单元。
5.如权利要求4所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，当所述温度信号对应的发动机排气系统内催化器的温度低于设定温度时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
6.如权利要求1所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，还包括转速传感器，所述转速传感器设于发动机的曲轴上，用于检测发动机的转速，并将所述检测到的转速信号发送给所述控制单元。
7.如权利要求6所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，当所述转速信号对应的发动机的转速高于设定转速时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
8.如权利要求1所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，还包括车载电源，所述车载电源向所述电机供电；还包括电量传感器，所述电量传感器设于所述车载电源上，用于检测车载电源的电量，并将检测到的电量信号发送给所述控制单元。
9.如权利要求8所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，当所述电量信号对应的车载电源的电量低于设定电量时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
10.一种控制单元，用于控制权利要求1-9任一项所述的车载加油油气回收系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取关于燃油箱内的压力、发动机排气系统内催化器的温度、发动机的转速、车载电源的电量的信号；
存储模块，用于存储燃油箱的设定压力、发动机排气系统内催化器的设定温度、发动机的设定转速、车载电源的设定电量；
比较模块，用于接收所述获取模块获取的信号，将所述压力信号所对应的压力与所述设定压力比较、所述温度信号所对应的温度与所述设定温度比较、所述转速信号所对应的转速与所述设定转速比较、所述电量信号所对应的电量与所述设定电量比较，并发送比较结果；
指令模块，用于接收所述比较结果，根据所述比较结果向所述电机发送控制信号，当比较结果为：燃油箱内的压力低于设定压力、发动机排气系统内催化器的温度低于设定温度、发动机的转速高于设定转速车载电源的电量低于设定电量其中至少一个时，所述控制信号为控制所述电机进行停止运转操作的信号。
11.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的车载加油油气回收系统。
12.如权利要求11所述的汽车，其特征在于，还包括权利要求10所述的控制单元。
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