CN108331683B - 一种汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法，包括进气总管、电子控制器、油箱、加注口、储气箱、碳罐、储气箱前阀、储气箱后阀及碳罐阀；加注口包括加注口盖；加注口盖、储气箱前阀、储气箱后阀及碳罐阀均与电子控制器电连接。本发明的汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法，能够对汽车在燃油加注阶段产生的燃油蒸汽进行有效的收集，最终通过引入到发动机中进行燃烧，避免泄露的燃油蒸汽对空气造成污染，提升整车的污染排放水平。

Description

一种汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车燃油系统技术领域，特别是指一种汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法。

背景技术

燃油汽车在车体中布置有油箱，用于储存发动机工作燃油。由于燃油具有挥发性，在油箱存油的过程中，箱中的燃油会发生挥发，形成燃油蒸汽；为了避免供油时油箱内出现真空和由于以上挥发引起的油箱内气压和温度的升高，油箱上都设有通气阀，出现了通风阀处燃油的挥发污染问题；另外，在往燃油箱加注燃油的过程中，燃油也会挥发，从油箱的开口处漏出。若不对以上情况中产生的燃油蒸汽进行处理，就会造成燃油溢出，造成环境污染。

目前在汽车燃油系统中，普遍配置有碳罐，碳罐一端与油箱相连，一端与发动机进气系统相连。在汽车运行时，油箱中的燃油蒸汽随着连接管路进入到碳罐内，再通过电磁阀的控制引入到发动机气缸中进行燃烧；当汽车熄火时，燃油蒸汽进入碳罐中，碳罐中设置有活性炭颗粒，活性炭具有吸附功能，可以将蒸汽中的燃油过滤，净化后的空气再排出至大气环境。以上技术方案在保证燃油箱压力的稳定同时又解决了燃油的挥发污染问题。当汽车再次运行时，经过滤储存下来的燃油被吸入到发动机的进气管中进行燃烧。

碳罐的引入对于油箱压力平衡过程中燃油的泄露起到了有效的阻挡和分离，避免了燃油蒸汽对环境的污染。但在向燃油箱中加油的过程中，加油盖开启，燃油不断进入油箱，将油箱中的气体相继排出，排除气体中有部分空气，有部分是燃油挥发的蒸汽；混合气有部分通过碳罐经过滤后进入大气，有部分直接通过加油口扩散至大气，该部分气体中的燃油蒸汽未经过过滤和净化，对环境造成了污染。在现有的技术方案中，没有有效的技术方案对以上泄露气体进行控制，也没有装置对泄露的气体进行收集和处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法，以解决现有技术中，车辆油箱在燃油加注过程中的燃油蒸汽挥发，对空气造成污染的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽车燃油蒸汽收集系统，包括进气总管、电子控制器、油箱、加注口、储气箱、碳罐、储气箱前阀、储气箱后阀及碳罐阀；

所述加注口包括加注口盖；

所述加注口通过管路与所述油箱的进油口连接，所述油箱的出气口通过管路与所述碳罐连接，所述碳罐通过管路与所述进气总管的旁通管连接；

所述加注口通过管路与所述储气箱连接，所述储气箱通过管路与所述旁通管连接；

在所述加注口与所述储气箱的管路上设置有储气箱前阀，在所述储气箱与所述旁通管之间的所述管路上设置有储气箱后阀；

在所述碳罐与所述旁通管之间的所述管路上设置有碳罐阀；

所述加注口盖、所述储气箱前阀、所述储气箱后阀及所述碳罐阀均与所述电子控制器电连接。

在所述加注口内设置有第一压力传感器，在所述储气箱内设置有第二压力传感器；所述第一压力传感器及所述第二压力传感器均与所述电子控制器电连接。

所述进气总管与发动机进气歧管连接。

一种汽车燃油蒸汽收集系统的控制方法，使用上述任一项的汽车燃油蒸汽收集系统，包括有以下步骤：

电子控制器监测到加注口盖开启，所述电子控制器通过控制线路开启储气箱前阀，关闭储气箱后阀及碳罐阀；使得储气箱与加注口连通，在燃油加注过程中，加注口处的部分气体被吸入到所述储气箱中；

在所述加注口处设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器实时检测所述加注口处的压力并反馈给所述电子控制器，所述控制器根据所述第一压力传感器反馈的压力信号，控制所述储气箱前阀的开度；

当所述电子控制器监测到所述加注口盖关闭后，所述电子控制器控制所述储气箱前阀关闭；

在燃油加注过程中，燃料箱中另一部分气体通过油箱的出气口进入到碳罐中，并通过所述碳罐的活性炭层，将燃油蒸汽吸附，将有害成份分离，最后成为洁净空气排出；

发动机启动后，在进气总管中恢复到负压状态，所述电子控制器依据所述发动机的工况，开启储气箱后阀，将所述储气箱内的气体输送到所述进气总管；

位于所述储气箱中的第二压力传感器反馈所述储气箱内的压力信号给所述电子控制器，当所述储气箱内的压力降低到设定压力值时，所述电子控制器储气箱后阀关闭；

在所述发动机工作过程中，所述电子控制器控制所述碳罐阀开启，吸附于所述活性炭层的燃油蒸汽被吸入所述发动机中。

本发明的有益效果是：

本发明的汽车燃油蒸汽收集系统及控制方法，能够对汽车在燃油加注阶段产生的燃油蒸汽进行有效的收集，最终通过引入到发动机中进行燃烧，避免泄露的燃油蒸汽对空气造成污染，提升整车的污染排放水平。

附图说明

图1为本发明汽车燃油蒸汽收集系统示意图；

图2为本发明汽车燃油蒸汽收集系统加油状态示意图。

附图标记说明

1发动机，2油箱，3电子控制器，11进气歧管，12进气总管，13旁通管，21加注口，22进油口，23出气口，24碳罐，25碳罐阀，26储气箱前阀，27储气箱，28储气箱后阀，31第一压力传感器，32第二压力传感器，33检测线路，34控制线路。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本技术方案提供一种汽车燃油蒸汽收集系统，总共涉及三个部分，分别为检测系统，主要管路中的压力传感器及线路；执行系统，主要为控制阀门部件及电子控制器及线路；管路系统，主要为一些管路和腔体部件。

检测系统的主要作用是获取系统中特殊位置的状态参数，为控制系统的控制策略提供输入和反馈。

执行系统的主要作用是以检测系统的信号为输入调节和控制系统的状态参数，以保证系统的正常运行。

管路系统主要提供通道和边界，以约束气体的流动。

如图1所示，在发动机一侧布置有进气歧管，进气歧管前端与进气总管相连，进气总管从汽车进气管路向发动机进气系统中引气。在发动机工作的过程中，发动机从进气歧管中吸气，在进气歧管和进气总管中能够形成负压。

在汽车上存在有油箱2，用于储存工作燃油，在其上有进油口22和出气口23,进油口用于向油箱2中添加燃油，添加时加注口21开启，燃油从加注口21注入，经管路引到进油口22，流入油箱中，添加结束后，加注口22关闭；油箱中储存的燃油具有挥发性，产生燃油蒸汽，聚集于燃油液面上部的气体空间。燃油蒸汽通过出气口23引出，进入碳罐24。

在发动机工作条件下，进入碳罐24的燃油蒸汽经过开启的碳罐阀25流入旁通管13，旁通管13与进气总管12相连，在总管12负压的吸入作用下，燃油蒸汽不断的从出气口排出，从旁通管进入，最终混入发动机气缸进行燃烧，将燃油蒸汽消耗。

在发动机不工作条件下，碳罐阀25关闭，进入碳罐24的燃油蒸汽经过碳罐的过滤，将燃料蒸汽和空气进行分离，空气被排出进入大气环境，燃料蒸汽则储存在碳罐中，发动机点火后，储存在碳罐24中的燃料被继续引入到发动机燃烧，油箱中产生的燃油蒸汽通过以上方式完成处理，避免了污染气体的泄露。

以上碳罐阀25的开启和关闭通过电子控制器3经控制线路进行调节。

在汽车进行燃油添加时，发动机处于熄火状态，进气总管12中不再维持负压条件，不能将油箱2中的燃油蒸汽吸入到发动机中进行燃烧。新燃油从加注口21进入，经进油口22流入油箱2，燃油的体积随着时间不断增大，气体的体积不断减小，减小的气体体积需要经气体通道排出。开启加注口21后，油箱2中的蒸汽形成了两条流出通道，分别是出气口23方向和进油口22方向。经过出气口23的气体通过碳罐24净化后进入大气，无污染物的泄露；经过进油口22的气体被挤入至加注口21处。

电子控制器3能够监测到加注口盖210的开启和关闭状态，当加注口盖打开后，控制器通过控制线路开启储气箱前阀26，储气箱后阀28应处于关闭状态。储气箱前阀26打开后，储气箱27和加注口21连通，由于储气箱和27中在发动机工作中形成了负压，加注口处的气体能够被吸入，该处燃油蒸汽一并被吸入并储存入储气箱27。

加注口21位置布置有第一压力传感器31，该传感器能够测量该处的压力大小，并经检测线路33反馈至电子控制器3。电子控制器3依据反馈信号，通过控制线路34调整储气箱前阀26的开度。适时监测并调整加注口21位置处的压力信号能够确保对燃油蒸汽的吸入效果，过大会过度吸气，将外界大气一并吸入，造成真空度和储气箱27体积的浪费，过小会造成吸气能力不足，使燃油蒸汽漏入到自然环境，造成气体污染。

本发明还提供一种汽车燃油蒸汽收集系统的控制方法，使用上述的汽车燃油蒸汽收集系统，包括有以下步骤：

电子控制器监测到加注口盖开启，电子控制器通过控制线路开启储气箱前阀，关闭储气箱后阀及碳罐阀；使得储气箱与加注口连通，在燃油加注过程中，加注口处的部分气体被吸入到储气箱中；

在加注口处设置有第一压力传感器31，第一压力传感器实时检测加注口处的压力并反馈给电子控制器，控制器根据第一压力传感器反馈的压力信号，控制储气箱前阀的开度；

当电子控制器监测到加注口盖关闭后，电子控制器控制储气箱前阀关闭；

在燃油加注过程中，燃料箱中另一部分气体通过油箱的出气口进入到碳罐中，并通过所述碳罐的活性炭层，将燃油蒸汽吸附，将有害成份分离，最后成为洁净空气排出；

发动机启动后，在进气总管中恢复到负压状态，电子控制器依据发动机的工况，开启储气箱后阀，将储气箱内的气体输送到进气总管；

位于储气箱中的第二压力传感器32反馈储气箱内的压力信号给电子控制器，当储气箱内的压力降低到设定压力值时，电子控制器储气箱后阀关闭；

在发动机工作过程中，电子控制器控制碳罐阀开启，吸附于活性炭层的燃油蒸汽被吸入发动机中。

具体控制方法参考附图2，加注口盖210打开，汽车开始添加燃油，新燃油从加注口21进入，经进油口22流入油箱2。电子控制器3监测到加注口盖210开启，通过控制线路部分的开启储气箱前阀26。燃油在加注的过程中，产生了飞溅和扰动，形成较多的燃油蒸汽。随着加注过程的进行，以上蒸汽和油箱中的空气被压缩，通过进油口22和出气口23排出。经过出气口23的气体到达碳罐24，在电子控制器3的控制下，碳罐阀25关闭，气体通过碳罐的活性炭层，燃油蒸汽被吸附，空气单独通过。含有燃油蒸汽的气体通过碳罐的净化从后进入大气，无污染物的泄露。

经过进油口22的气体流窜至加注口21处。由于储气箱前阀26开启，在与其相连的管路中产生负压，加注口21出的气体被吸入，储存入储气箱27。位于加注口21位置的第一压力传感器31不断反馈该处的压力大小，电子控制器3依据反馈信号，通过控制线路34调整储气箱前阀26的开度，确保储气箱27在加注口21处的泵气效应。

燃油加注结束后，加注口盖210关闭，电子控制器3关闭储气箱前阀26。发动机启动后，进气总管12中恢复到负压状态，电子控制器依据发动机工况，适时开启储气箱后阀28，将燃油加注阶段存储的气体输送至进气管中，最后流入发动机气缸进行燃烧。储气箱中布置有油压力传感器32，用于测量箱体中的压力信号，并通过检测线路33输送至电子控制器3，依据该压力信号计算储气箱27中的残余气体，当压力下降至一定的水平，前期储存的气体被全部消耗，电子控制器3将关闭储气箱后阀28，储气箱27的压力恢复至负压水平。

同时，在发动机工作的过程中，电子控制器3也将碳罐阀25开启，将储存在碳罐24中的燃油蒸汽吸入发动机中进行燃烧，也有部分空气通过活性炭层，将吸附的燃油蒸汽吹离，完成活性炭层的净化。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (4)

1.一种汽车燃油蒸汽收集系统，其特征在于，包括进气总管、电子控制器、油箱、加注口、储气箱、碳罐、储气箱前阀、储气箱后阀及碳罐阀；

所述加注口包括加注口盖；

所述加注口通过管路与所述油箱的进油口连接，所述油箱的出气口通过管路与所述碳罐连接，所述碳罐通过管路与所述进气总管的旁通管连接；

所述加注口通过管路与所述储气箱连接，所述储气箱通过管路与所述旁通管连接；

在所述加注口与所述储气箱的管路上设置有储气箱前阀，在所述储气箱与所述旁通管之间的所述管路上设置有储气箱后阀；

在所述碳罐与所述旁通管之间的所述管路上设置有碳罐阀；

所述加注口盖、所述储气箱前阀、所述储气箱后阀及所述碳罐阀均与所述电子控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的汽车燃油蒸汽收集系统，其特征在于，在所述加注口内设置有第一压力传感器，在所述储气箱内设置有第二压力传感器；所述第一压力传感器及所述第二压力传感器均与所述电子控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的汽车燃油蒸汽收集系统，其特征在于，所述进气总管与发动机进气歧管连接。

4.一种汽车燃油蒸汽收集系统的控制方法，使用上述权利要求1至3中任一项的汽车燃油蒸汽收集系统，其特征在于，包括有以下步骤：

电子控制器监测到加注口盖开启，所述电子控制器通过控制线路开启储气箱前阀，关闭储气箱后阀及碳罐阀；使得储气箱与加注口连通，在燃油加注过程中，加注口处的部分气体被吸入到所述储气箱中；

在所述加注口处设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器实时检测所述加注口处的压力并反馈给所述电子控制器，所述控制器根据所述第一压力传感器反馈的压力信号，控制所述储气箱前阀的开度；

当所述电子控制器监测到所述加注口盖关闭后，所述电子控制器控制所述储气箱前阀关闭；

在燃油加注过程中，燃料箱中另一部分气体通过油箱的出气口进入到碳罐中，并通过所述碳罐的活性炭层，将燃油蒸汽吸附，将有害成份分离，最后成为洁净空气排出；

发动机启动后，在进气总管中恢复到负压状态，所述电子控制器依据所述发动机的工况，开启储气箱后阀，将所述储气箱内的气体输送到所述进气总管；

位于所述储气箱中的第二压力传感器反馈所述储气箱内的压力信号给所述电子控制器，当所述储气箱内的压力降低到设定压力值时，所述电子控制器储气箱后阀关闭；

在所述发动机工作过程中，所述电子控制器控制所述碳罐阀开启，吸附于所述活性炭层的燃油蒸汽被吸入所述发动机中。