CN110005535A - 主动式燃料蒸气净化系统及使用该系统的方法 - Google Patents

主动式燃料蒸气净化系统及使用该系统的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种主动式燃料蒸气净化系统及使用该系统的方法，所述主动式燃料蒸气净化系统包括：具有涡轮机以及压缩机的涡轮增压器；碳罐，其收集燃料蒸气；净化泵，其泵送收集的燃料蒸气；主净化管线，其连接碳罐与所述净化泵；第一净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的下游的进气歧管；第二净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的上游的进气管线；净化控制电磁阀，其分别布置在第一净化管线与第二净化管线中；碳氢化合物传感器，其测量碳氢化合物的量；压力传感器，其测量所述净化泵的上游压力和下游压力；以及控制器，其基于碳氢化合物的量以及净化泵的前端的压力和净化泵的后端的压力控制净化泵的操作。

Description

主动式燃料蒸气净化系统及使用该系统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月18日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请号为10-2017-0174095的优先权和权益，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本申请涉及一种主动式燃料蒸气净化系统以及使用该系统的控制方法。
背景技术
在汽车工业中，关于改善排放的研究正在进行。为了使汽油燃料蒸发气体中的碳氢化合物(HC)最小化，一些国家的燃料蒸发排放量已降至0.5克/天以下，通过法律将进一步限制在0.054克/天以下。
为了使从燃料箱渗透的燃料蒸发气体的产生最小化，已经进一步研究了燃料箱材料的改进以及优化连接结构，并且还使用了设置有碳罐的燃料蒸气再循环装置。
碳罐包含吸收材料，例如活性炭，用于从燃料箱吸收燃料蒸气或燃料蒸发气体，或包含浮腔，用于防止燃料蒸气或燃料蒸发气体排放到大气中。
吸收的燃料蒸气可以通过由发动机控制单元(engine control unit，ECU)控制的压力控制电磁阀(Purge Control Solenoid Valve，PCSV)传输到发动机以进行燃烧。
燃料蒸气净化系统通过利用在进气歧管中形成的正压和负压，将在碳罐中收集的燃料蒸气供应到涡轮增压器的压缩机的前端处的进气歧管或进气管线，并且随后燃料蒸气供应到发动机的燃烧室。
然而，在最近研究和开发的混合动力车辆的情况下，经常在进气歧管中不产生负压。例如，在混合动力车辆的情况下，在许多情况下通过电动机的操作来驱动车辆，并且当安装怠速停止-启动(idle stop-and-go，ISG)系统时，间歇性地停止发动机的运行。此外，当涡轮增压器运行时，由于供应到进气歧管的过大压力，不能经常净化燃料蒸气。
如上所述，由于在最近研究和开发的混合动力车辆的情况下在进气歧管中不经常产生负压，因此会产生不能应对燃料箱中蒸发的燃料蒸气的规范的问题。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解，因此其可以包含并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术的信息。
发明内容
本申请致力于提供一种能够将从燃料箱蒸发的燃料蒸气供应到发动机的燃烧室的主动式燃料蒸气净化系统，以及在混合动力车辆中在进气歧管中不经常产生负压的情况下控制该系统的方法。
根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统包括：涡轮增压器，其包括布置在从发动机释放的排放气体流动经过的排气管线上的涡轮机，和与所述涡轮机一起旋转并压缩供应到发动机的进气的压缩机；碳罐，其收集燃料箱中蒸发的燃料蒸气；净化泵，其泵送在所述碳罐中收集的燃料蒸气；主净化管线，其连接所述碳罐与所述净化泵；第一净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的下游的进气歧管；第二净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的上游的进气管线；净化控制电磁阀，其分别布置在所述第一净化管线与所述第二净化管线中并且阻隔在碳罐中收集的燃料蒸气；碳氢化合物传感器，其布置在主净化管线中，并且测量在碳罐中收集的碳氢化合物的量；压力传感器，其测量所述净化泵的上游压力和下游压力；以及控制器，其基于碳氢化合物的量以及在净化泵前端的压力和后端的压力控制净化泵的操作。
当由碳氢化合物传感器测量的碳氢化合物的量大于预定量时，控制器可以驱动净化泵。
当由压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差大于预定压力差时，控制器可以以逐步方式控制净化泵的速度。
当由压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差增加时，控制器可以以逐步方式增加净化泵的速度。
根据本申请的另一个示例性实施方案，一种用于控制燃料净化系统的方法，通过使用净化泵来泵送在碳罐中收集的燃料蒸气并且将燃料蒸气供应到进气歧管以及位于压缩机前端的进气管线，所述方法包括：由控制器确定通过碳氢化合物传感器测量的碳罐中的碳氢化合物量是否大于预定量；由控制器确定通过压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差是否大于预定压力差；由控制器基于碳氢化合物的量以及净化泵的前端与后端之间的压力差控制净化泵的操作。
在控制净化泵的操作中，当碳罐中的碳氢化合物的量大于预定量时，净化泵可以控制为操作。
当通过压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差大于预定压力差时，可以以逐步方式控制净化泵的速度。
当通过压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差增加时，可以以逐步方式增加净化泵的速度。
根据本申请的上述示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统，可以根据碳罐中的碳氢化合物的量以及净化泵的前端与后端之间的压力差来控制净化泵的操作，因此，从燃料箱蒸发的燃料蒸气可以供应到发动机的燃烧室。
附图说明
为了描述本申请的示例性实施方案，参考以下附图，因此本申请的技术精神不应被解释为限于附图。
图1为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的示意图。
图2为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的框图。
图3为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下文将参考所附附图对本申请进行更为全面的描述，在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本申请的精神或范围。
附图和说明书应当被认为本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。
由于附图中所示的每个配置的尺寸和厚度是任意指示的以更好地理解和易于描述，因此本申请不限于所示的附图，并且为了清楚起见夸大了层、膜、板、区域等的厚度。
在下文中，将参考附图详细描述根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统。
图1为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的示意图，并且图2为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的框图。
如图1和图2中所示，根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统包括发动机20以及涡轮增压器60。
发动机20包括通过燃料燃烧而产生驱动扭矩的多个汽缸21。发动机20设置有进气管线10以及排气管线30，进气流过所述进气管线10而供应到汽缸21，从汽缸21排出的排气流过所述排气管线30。
通过进气管线10吸入的空气通过进气歧管23供应到汽缸21。节气门25设置为控制进气歧管23的上游的进气管线10中吸入汽缸21的空气量。
通过从汽缸21排放的经过排气管线30的排放气体的操作，涡轮增压器60将进气(外部空气和再循环气体)压缩并供应到汽缸21。涡轮增压器60包括涡轮机62和压缩机64，所述涡轮机62设置在排气管线30上并且利用从汽缸21排放的排放气体而旋转，所述压缩机64与涡轮机62一起旋转并且压缩进气。
供应到汽缸21的挥发性燃料储存在燃料箱70中，并且碳罐71通过蒸气管线与燃料箱70连接且包含能够吸收燃料蒸气的吸收材料。即，通过碳罐71收集从燃料箱70蒸发的燃料蒸气。
碳罐71与空气通道71-1连接，并且碳罐关闭阀(canister close valve，CCV)71-2安装在空气通道71-1中。碳罐关闭阀71-2的打开和关闭由控制器控制，这将在后面描述。通过碳罐关闭阀71-2的打开和关闭而将外部空气选择性地供应到碳罐71。
在碳罐71中收集的燃料蒸气通过净化泵80压缩并且传送，随后供应到进气歧管23(或压缩机64的上游进气管线10)。为此，净化泵80可以包括电机81以及通过电机81的动力而旋转的叶轮82。通过控制电机81的旋转速度而控制净化泵80的速度。通过控制器100的控制信号来使电机81运行。
碳罐71通过净化管线与进气歧管23以及压缩机64的上游的进气管线10连接。燃料蒸气流动通过净化管线。所述净化管线由主净化管线72、第一净化管线74以及第二净化管线76而形成，所述主净化管线72连接碳罐71和净化泵80，所述第一净化管线74从主净化管线72分支并且连接到进气歧管23，所述第二净化管线76从主净化管线72分支并且连接到压缩机64的上游的进气管线10。
第一净化管线74和第二净化管线76分别设置有净化控制电磁阀(purge controlsolenoid valves，PCSV)75和77。所述净化控制电磁阀75和77选择性地阻隔在碳罐71中收集的燃料蒸气。净化控制电磁阀75和77由控制器控制。
碳氢化合物(HC)传感器78设置在碳罐71与净化泵80之间的主净化管线中。HC传感器78测量在碳罐71中收集的燃料蒸气中所包括的碳氢化合物的量，并且将测量的碳氢化合物的量传输到控制器。
压力传感器90设置于净化泵80的前端和后端。压力传感器90测量净化泵80的前端处和后端处的压力，并且将净化泵80的前端与后端的测量的压力之间的压力差传输到控制器100。
控制器100可以是设置在车辆中的发动机控制单元(engine control unit，ECU)。控制器100控制发动机20、涡轮增压器60、碳罐关闭阀71-2、净化控制电磁阀73以及净化泵80的操作。
因此，控制器100可以包括由预设程序操作的至少一个处理器，并且预设程序执行根据本申请的示例性实施方案的用于控制主动式燃料蒸气净化系统的方法的各个步骤。
在下文中，将参考附图详细描述根据本申请的示例性实施方案的用于控制主动式燃料蒸气净化系统的方法。
图3为根据本申请的示例性实施方案的主动式燃料蒸气净化系统的控制方法的流程图。
如图3中所示，HC传感器78测量在碳罐71中收集的碳氢化合物的量(S10)。将通过HC传感器78而测量的碳氢化合物的量传输到控制器100。
压力传感器90测量净化泵80的前端处和后端处的压力(S20)，并且将压力传感器90所测量的净化泵80的前端与后端之间的压力差传输到控制器100。
控制器100确定由HC传感器78测量的碳氢化合物的量是否大于预定量(S30)。
当在碳罐71中收集的燃料蒸气中包含的碳氢化合物的量小于预定量时，控制器100不操作净化泵80并且阻隔净化控制电磁阀75和净化控制电磁阀77(S42)。
当在碳罐71中收集的碳氢化合物的量大于预定量时，控制器100操作净化泵80、执行净化控制电磁阀75和净化控制电磁阀77的占空控制，并且控制从碳罐71释放的燃料蒸气量(S40)。在这种情况下，根据发动机20的驱动区域，控制第一净化控制电磁阀75或第二净化控制电磁阀77的一个。当第一净化控制电磁阀75控制为打开时，燃料蒸气供应到进气歧管23，并且当第二净化控制电磁阀77控制为打开时，燃料蒸气供应到压缩机64的上游的进气管线10。
控制器100确定由压力传感器90测量的净化泵80的前端与后端之间的压力差是否大于预定压力差(S50)。
当由压力传感器90测量的净化泵80的前端与后端之间的压力差大于预定压力差时，控制器100以逐步方式控制净化泵80的速度(S60)。在这种情况下，随着净化泵80的前端与后端之间的压力差增大，控制器100以逐步方式控制净化泵80的速度增加。
虽然参考目前被视为是实际的示例性实施方案描述本发明，应理解本发明并不限于所描述的实施方案，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (8)

1.一种主动式燃料蒸气净化系统，包括：
涡轮增压器，其包括：
涡轮机，其布置在从发动机排放的排放气体流动经过的排气管线上；和
压缩机，其与所述涡轮机一起旋转并压缩供应到发动机的进气气体；
碳罐，其收集燃料箱中蒸发的燃料蒸气；
净化泵，其泵送在所述碳罐中收集的燃料蒸气；
主净化管线，其连接所述碳罐与所述净化泵；
第一净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的下游的进气歧管；
第二净化管线，其从所述主净化管线分支并且连接到位于压缩机的上游的进气管线；
净化控制电磁阀，所述净化控制电磁阀分别布置在第一净化管线和第二净化管线中，并且阻隔在碳罐中收集的燃料蒸气；
碳氢化合物传感器，其布置在所述主净化管线中，并且测量在碳罐中收集的碳氢化合物的量；
压力传感器，其测量所述净化泵的上游压力和下游压力；以及
控制器，其基于所述碳氢化合物传感器测量的碳氢化合物的量并且进一步基于所述压力传感器测量的在净化泵的前端的压力和在净化泵后端的压力来控制净化泵的操作。
2.根据权利要求1所述的主动式燃料蒸气净化系统，其中，当碳氢化合物的量大于预定量时，所述控制器驱动所述净化泵。
3.根据权利要求2所述的主动式燃料蒸气净化系统，其中，当净化泵的前端与后端之间的压力差大于预定压力差时，所述控制器以逐步方式增加净化泵的速度。
4.根据权利要求3所述的主动式燃料蒸气净化系统，其中，当净化泵的前端与后端之间的压力差增加时，控制器以逐步方式增加净化泵的速度。
5.一种用于控制燃料蒸气净化系统的方法，通过使用净化泵来泵送在碳罐中收集的燃料蒸气并且将燃料蒸气供应到进气歧管以及位于压缩机前端的进气管线，所述方法包括：
由控制器确定通过碳氢化合物传感器测量的碳罐中的碳氢化合物的量是否大于预定量；
由所述控制器确定通过压力传感器测量的净化泵的前端与后端之间的压力差是否大于预定压力差；
由所述控制器基于碳氢化合物的量以及净化泵的前端与后端之间的压力差来控制净化泵的操作。
6.根据权利要求5所述的用于控制燃料蒸气净化系统的方法，其中，在控制净化泵的操作的步骤中，当碳罐中的碳氢化合物的量大于预定量时，控制器控制净化泵操作。
7.根据权利要求6所述的用于控制燃料蒸气净化系统的方法，其中，当净化泵的前端与后端之间的压力差大于预定压力差时，以逐步方式控制净化泵的速度。
8.根据权利要求7所述的用于控制燃料蒸气净化系统的方法，其中，当净化泵的前端与后端之间的压力差增加时，净化泵的速度以逐步方式增加。
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