CN114704395A - 一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法 - Google Patents

一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法，控制系统包括油箱、电子控制单元ECU、碳罐、发动机和油泵，所述油箱内安装有压力传感器和温度传感器，油箱出口连接有油泵，所述油泵通过燃油管与发动机相连，所述油箱排气口通过管路经碳罐和碳罐电磁阀与发动机相连，所述电子控制单元ECU分别与压力传感器、温度传感器、油泵、碳罐电磁阀和发动机电连接。本发明利用常压油箱替换传统的高压油箱，并根据碳罐饱和度、油箱内蒸汽温度、油箱油量和油箱内压力之间的对应关系，在ECU中设计相应的控制策略，确保碳罐在接近饱和的时能够及时脱附，降低碳罐的碳氢蒸发排放，在满足汽车污染物排放限值要求的同时，能有效降低车辆的制造成本。

Description

一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及燃油蒸发排放控制技术领域，具体的说，是一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法。
背景技术
当前主机厂开发汽油插电式混合动力及增程式车型，均采用了高压油箱来降低碳罐的碳氢蒸发排放，来满足车辆的正常使用及GB 18352 6-2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法。因此现有增程式车型大部分时间有蒸汽关在油箱内，且只有油箱内压力高于一定限值或者车辆加油时，才会将压力释放，这部分蒸汽才会进入碳罐。这样的控制策略问题在于，采用高压油箱会带来更高的零件成本，进而使整车的制造成本增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法，通过监测油箱内压力结合燃油挥发的特性来判断碳罐的饱和程度，从而控制发动机介入脱附碳罐的时间，保证碳罐在接近饱和的时候可以得到发动机的及时脱附，从而降低碳罐的碳氢蒸发排放，在降低制造成本的同时，车辆排放仍满足GB 18352 6-2016轻型汽车污染物排放限值要求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型燃油蒸发排放控制系统，包括油箱、电子控制单元ECU、碳罐、发动机和油泵，所述油箱内安装有压力传感器和温度传感器，油箱出口连接有油泵，所述油泵通过燃油管与发动机相连，所述油箱排气口通过管路经碳罐和碳罐电磁阀与发动机相连，所述电子控制单元ECU分别与压力传感器、温度传感器、油泵、碳罐电磁阀和发动机电连接。
具体的，所述油箱为常压油箱，所述电子控制单元ECU通过线束与压力传感器、温度传感器、油泵、碳罐电磁阀和发动机电连接。
基于上述技术方案提出的一种新型燃油蒸发排放控制系统，本发明还给出了该系统的燃油蒸发排放控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、选取与油箱设计状态接近且已完成碳罐脱附策略标定的样车；
步骤S2、向样车油箱内加入Z升符合GB 17930-2016标准的燃油，并将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上,并拔掉碳罐电磁阀连接的线束，防止碳罐电磁阀对碳罐进行脱附；
步骤S3、启动样车进入怠速状态，控制环境温度使样车油箱内蒸汽温度达到Y℃；
步骤S4、连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa；
步骤S5、整理数据，得到饱和度X、油箱内蒸汽温度Y、油箱油量Z和油箱内压力A之间的对应关系；
步骤S6、采用不同的X、Y、Z值完成S1/S2/S3/S4/S5五步，得到多组X、Y、Z、A的对应关系数据，并写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制。
具体的，步骤S2中将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上，碳罐的预处理过程为：按照HJT390-2007中方法完成蒸汽贮存装置初始工作能力测试，并采用600BV对碳罐进行脱附后，通过碳罐加载设备BWC使其加载到X饱和度；其中，2克击穿是100%饱和，X饱和度=BWC加载碳罐增重÷BWC加载2克击穿时碳罐增重。
具体的，步骤S4中所述连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa，所述压力值不再变化的判断标准为压力传感器显示的压力值在10min内波动小于0.1KPa。
具体的，步骤S6中所述将步骤S5所得X、Y、Z、A的对应关系写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制，具体控制策略为：
当车辆怠速或行驶过程中，电子控制单元ECU通过线束实时读取油箱内压力A、油箱内蒸汽温度Y以及油箱油量Z，当监测到油箱内实际压力大于预先写进去的A值时，则电子控制单元ECU判断碳罐饱和程度已经超过X，此时电子控制单元ECU发出指令控制车辆发动机强制对碳罐进行脱附，当饱和程度降低到低于B饱和度时，电子控制单元ECU发出指令，控制发动机退出强制脱附碳罐状态。
具体的，在电子控制单元ECU控制车辆发动机对碳罐进行脱附的过程中，如脱附过程出现整车一次或多次熄火，则在下一次启动时，电子控制单元ECU会继续控制发动机执行脱附命令，直到饱和程度降低到低于B饱和度。
需要说明的是，在上述技术方案中，饱和度X可以根据不同车辆设定不同值，但一般设定在70%左右，因为设定值过低，可能导致车辆频繁强制脱附碳罐，设定值过高可能出现碳罐的碳氢排放过高，污染环境；相应的饱和度B可以根据不同车辆设定不同值，但一般设定在30%左右，设定值过低，可能导致车辆强制脱附碳罐过长，设定值过高可能导致车辆频繁强制脱附碳罐。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明一种新型燃油蒸发排放控制系统及控制方法，利用常压油箱替换传统的高压油箱，并设计相应的控制策略，通过监测油箱内压力结合燃油挥发的特性来判断碳罐的饱和程度，从而控制发动机介入脱附碳罐的时间，保证碳罐在接近饱和的时候可以得到发动机的及时脱附，从而降低碳罐的碳氢蒸发排放，在降低制造成本的同时，车辆排放仍满足GB 18352 6-2016 轻型汽车污染物排放限值要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种新型燃油蒸发排放控制系统的结构示意图；
图2是本发明一种新型燃油蒸发排放控制方法的流程图；
图中，1、油箱；2、压力传感器；3、温度传感器；4、电子控制单元ECU；5、碳罐；6、碳罐电磁阀；7、发动机；8、油泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参见图1-2。
如图1所示，本发明提供了一种新型燃油蒸发排放控制系统，包括油箱1、电子控制单元ECU 4、碳罐5、发动机7和油泵8，所述油箱1内安装有压力传感器2和温度传感器3，油箱1出口连接有油泵8，所述油泵8通过燃油管与发动机7相连，所述油箱1排气口通过管路经碳罐5和碳罐电磁阀6与发动机7相连，所述电子控制单元ECU 4分别与压力传感器2、温度传感器3、油泵8、碳罐电磁阀6和发动机7电连接。
具体的，所述油箱1为常压油箱，所述电子控制单元ECU 4通过线束与压力传感器2、温度传感器3、油泵8、碳罐电磁阀6和发动机7电连接。
如图2所示，基于上述的燃油蒸发排放控制系统，本发明还给出了相应的燃油蒸发排放控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、选取与油箱设计状态接近且已完成碳罐脱附策略标定的样车；
步骤S2、向样车油箱内加入Z升符合GB 17930-2016标准的燃油，将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上,并拔掉碳罐电磁阀连接的线束，防止碳罐电磁阀对碳罐进行脱附；
步骤S3、启动样车进入怠速状态，控制环境温度使样车油箱内蒸汽温度达到Y℃；
步骤S4、连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa；
步骤S5、整理数据，得到饱和度X、油箱内蒸汽温度Y、油箱油量Z和油箱内压力A之间的对应关系；
步骤S6、采用不同的X、Y、Z值完成S1/S2/S3/S4/S5五步，得到多组X、Y、Z、A的对应关系数据，并写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制。
具体的，步骤S2中将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上，碳罐的预处理过程为：按照HJT390-2007中方法完成蒸汽贮存装置初始工作能力测试，并采用600BV对碳罐进行脱附后，通过碳罐加载设备BWC使其加载到X饱和度；其中，2克击穿是100%饱和，X饱和度=BWC加载碳罐增重÷BWC加载2克击穿时碳罐增重。
具体的，步骤S4中所述连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa，所述压力值不再变化的判断标准为压力传感器显示的压力值在10min内波动小于0.1KPa。
具体的，步骤S6中所述将步骤S5所得X、Y、Z、A的对应关系写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制，具体控制策略为：
当车辆怠速或行驶过程中，电子控制单元ECU通过线束实时读取油箱内压力A、油箱内蒸汽温度Y以及油箱油量Z，当监测到油箱内实际压力大于预先写进去的A值时，则电子控制单元ECU判断碳罐饱和程度已经超过X，此时电子控制单元ECU发出指令控制车辆发动机强制对碳罐进行脱附，当饱和程度降低到低于B饱和度时，电子控制单元ECU发出指令，控制发动机退出强制脱附碳罐状态。
具体的，在电子控制单元ECU控制车辆发动机对碳罐进行脱附的过程中，如脱附过程出现整车一次或多次熄火，则在下一次启动时，电子控制单元ECU会继续控制发动机执行脱附命令，直到饱和程度降低到低于B饱和度。
需要说明的是，在上述技术方案中，饱和度X可以根据不同车辆设定不同值，但一般设定在70%左右，因为设定值过低，可能导致车辆频繁强制脱附碳罐，设定值过高可能出现碳罐的碳氢排放过高，污染环境；相应的饱和度B可以根据不同车辆设定不同值，但一般设定在30%左右，设定值过低，可能导致车辆强制脱附碳罐过长，设定值过高可能导致车辆频繁强制脱附碳罐。
综上所述，本发明利用常压油箱替换传统的高压油箱，并设计相应的控制策略，通过监测油箱内压力结合燃油挥发的特性来判断碳罐的饱和程度，从而控制发动机介入脱附碳罐的时间，保证碳罐在接近饱和的时候可以得到发动机的及时脱附，从而降低碳罐的碳氢蒸发排放，在降低制造成本（整车成本会减少约800元）的同时，车辆排放仍满足GB 183526-2016 轻型汽车污染物排放限值要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种新型燃油蒸发排放控制系统，其特征在于，包括油箱、电子控制单元ECU、碳罐、发动机和油泵，所述油箱内安装有压力传感器和温度传感器，油箱出口连接有油泵，所述油泵通过燃油管与发动机相连，所述油箱排气口通过管路经碳罐和碳罐电磁阀与发动机相连，所述电子控制单元ECU分别与压力传感器、温度传感器、油泵、碳罐电磁阀和发动机电连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型燃油蒸发排放控制系统，其特征在于，所述油箱为常压油箱，所述电子控制单元ECU通过线束与压力传感器、温度传感器、油泵、碳罐电磁阀和发动机电连接。
3.一种新型燃油蒸发排放控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、选取与油箱设计状态接近且已完成碳罐脱附策略标定的样车；
步骤S2、向样车油箱内加入Z升符合GB 17930-2016标准的燃油，并将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上,并拔掉碳罐电磁阀连接的线束，防止碳罐电磁阀对碳罐进行脱附；
步骤S3、启动样车进入怠速状态，控制环境温度使样车油箱内蒸汽温度达到Y℃；
步骤S4、连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa；
步骤S5、整理数据，得到饱和度X、油箱内蒸汽温度Y、油箱油量Z和油箱内压力A之间的对应关系；
步骤S6、采用不同的X、Y、Z值完成S1/S2/S3/S4/S5五步，得到多组X、Y、Z、A的对应关系数据，并写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制。
4.根据权利要求3所述的一种新型燃油蒸发排放控制方法，其特征在于，步骤S2中将预处理后饱和度为X的碳罐安装到样车上，碳罐的预处理过程为：按照HJT390-2007中方法完成蒸汽贮存装置初始工作能力测试，并采用600BV对碳罐进行脱附后，通过碳罐功能检测设备BWC使其加载到X饱和度；其中，2克击穿是100%饱和，X饱和度=BWC加载碳罐增重÷BWC加载2克击穿时碳罐增重。
5.根据权利要求3所述的一种新型燃油蒸发排放控制方法，其特征在于，步骤S4中所述连续监测油箱内蒸汽空间的压力值，直到压力值不再变化，记录该时刻的压力值为A KPa，所述压力值不再变化的判断标准为压力传感器显示的压力值在10min内波动小于0.1KPa。
6.根据权利要求3所述的一种新型燃油蒸发排放控制方法，其特征在于，步骤S6中所述将步骤S5所得X、Y、Z、A的对应关系写入电子控制单元ECU中，并设定相应程序，实现对碳罐的燃油蒸发排放进行控制，具体控制策略为：
当车辆怠速或行驶过程中，电子控制单元ECU通过线束实时读取油箱内压力A、油箱内蒸汽温度Y以及油箱油量Z，当监测到油箱内实际压力大于预先写进去的A值时，则电子控制单元ECU判断碳罐饱和程度已经超过X，此时电子控制单元ECU发出指令控制车辆发动机强制对碳罐进行脱附，当饱和程度降低到低于B饱和度时，电子控制单元ECU发出指令，控制发动机退出强制脱附碳罐状态。
7.根据权利要求6所述的一种新型燃油蒸发排放控制方法，其特征在于，在电子控制单元ECU控制车辆发动机对碳罐进行脱附的过程中，如脱附过程出现整车一次或多次熄火，则在下一次启动时，电子控制单元ECU会继续控制发动机执行脱附命令，直到饱和程度降低到低于B饱和度。
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