專(zhuān)利名稱(chēng)：外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)燃油系統(tǒng)制造領(lǐng)域，特別涉及一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē) 油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法。
背景技術(shù)：
油電混合動(dòng)力汽車(chē)就是指汽車(chē)使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，它的動(dòng)力 性好，排放量低。隨著石油供應(yīng)的日趨緊缺、價(jià)格持續(xù)上漲和環(huán)境污染的日益加劇，混合動(dòng) 力汽車(chē)憑借其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)日漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。外插電混合動(dòng)力車(chē)就是混合動(dòng) 力車(chē)中的最為新型的汽車(chē)類(lèi)型，可以單獨(dú)使用蓄電池或者發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車(chē)行駛提供能源。由于汽油易揮發(fā)，其飽和蒸汽壓較大，在較高的環(huán)境溫度下往往能夠達(dá)到70KPa 甚至到OKPa，造成塑料燃油箱明顯變形。為了使燃油箱中的燃油蒸汽壓力得到降低，傳統(tǒng)的 燃油系統(tǒng)采取使燃油箱連通重力閥，重力閥的排出口通往碳罐或油氣吸收裝置，當(dāng)燃油箱 中的燃油蒸汽超過(guò)一定壓力時(shí)，重力閥開(kāi)啟，箱體內(nèi)的燃油蒸汽不斷被碳罐或油氣吸收裝 置吸收，從而降低燃油箱內(nèi)部的壓力。由于燃油箱中的汽油仍然繼續(xù)不斷進(jìn)行蒸發(fā)，經(jīng)過(guò)一 段時(shí)間以后，再次達(dá)到一定的壓力，迫使重力閥再次打開(kāi)，碳罐或油氣吸收裝置再次對(duì)燃油 蒸汽進(jìn)行吸收，使箱體內(nèi)部的壓力降低，如此反復(fù)。由于傳統(tǒng)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是一直開(kāi)啟的狀 態(tài)所以可以頻繁地使碳罐吸入空氣從而不停地進(jìn)行碳罐清洗，并為發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定濃度的 油蒸汽，提高燃料使用效率。由于外插電油電混合動(dòng)力車(chē)如果行駛較少可能長(zhǎng)期使用充電的電池提供能量而 使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于關(guān)閉狀態(tài)。在這期間由于燃油箱中的燃油蒸汽超過(guò)一定壓力而導(dǎo)致箱體 壓力控制閥不斷打開(kāi)，油蒸汽被碳罐吸收。在一定次數(shù)以后，如果不及時(shí)告知電子控制單元 進(jìn)行開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)碳罐進(jìn)行清洗，則會(huì)導(dǎo)致碳罐吸收飽和，液態(tài)燃油排放到大氣中產(chǎn)生污 染，無(wú)法滿(mǎn)足整車(chē)排放法規(guī)等要求，也存在安全隱患。所以必須要采用和傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)有所 區(qū)別的方法，對(duì)排至碳罐的燃油蒸汽量進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)電子控制單元強(qiáng)制開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì) 碳罐清洗。為改善以上狀況，目前的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)，采用 金屬油箱或者厚壁塑料油箱來(lái)提高油箱的可承載壓力，從而將大部分油蒸汽保存在燃油箱 中，減少油蒸汽碳?xì)浠衔锵蛱脊薜呐欧拧５遣捎酶叱休d力的油箱，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然有 汽油蒸汽向碳罐排放，最終導(dǎo)致碳罐吸收飽和，從而導(dǎo)致環(huán)境的污染，而且由于燃油箱內(nèi)部 承載壓力變化較大，可能導(dǎo)致材料疲勞失效，對(duì)油箱壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。2010年3月17日，公開(kāi)號(hào)為CN1670778的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種混合動(dòng)力 汽車(chē)的燃油蒸汽控制系統(tǒng)及控制方法，混合動(dòng)力汽車(chē)的燃油蒸汽控制系統(tǒng)包括燃油箱、油 位傳感器及碳罐，油位傳感器位于燃油箱內(nèi)，燃油箱的頂部與碳罐通過(guò)管路相連通，該管路 上設(shè)有控制閥，該燃油蒸汽控制系統(tǒng)還設(shè)有測(cè)量燃油蒸汽溫度和壓力的溫度傳感器、壓力 傳感器及電子控制單元，電子控制單元根據(jù)油蒸汽壓力、溫度、體積參數(shù)計(jì)算排向碳罐的油蒸汽質(zhì)量并進(jìn)行累計(jì)，溫度傳感器和壓力傳感器分別安裝在燃油箱的頂壁上，溫度傳感器、 壓力傳感器及油位傳感器分別接入電子控制單元的信號(hào)輸入端，電子控制單元根據(jù)排放的 油蒸汽質(zhì)量與設(shè)定值比較，發(fā)出信號(hào)控制汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)清洗碳罐。該混合動(dòng)力汽車(chē)的燃油蒸汽控制系統(tǒng)的燃油箱體上集成溫度、壓力傳感器和油位 傳感器，所有監(jiān)控到的參數(shù)都輸入至電子控制單元(簡(jiǎn)稱(chēng)ECU)中，通過(guò)ECU計(jì)算每次控制 閥開(kāi)啟時(shí)排放到碳罐中的油蒸汽的實(shí)際質(zhì)量；一旦ECU不工作(即車(chē)輛鑰匙關(guān)閉的狀態(tài)) 相關(guān)的監(jiān)控和計(jì)算就會(huì)停止，此時(shí)控制閥開(kāi)啟所排放的油蒸汽被忽略。由于外插電油電混 合動(dòng)力車(chē)在行駛中可能長(zhǎng)期使用充電的電池提供能量，ECU不工作的情況經(jīng)常發(fā)生，很容易 導(dǎo)致碳罐吸收飽和而未及時(shí)清洗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控 制系統(tǒng)，當(dāng)碳罐接近飽和時(shí)，能夠及時(shí)啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)清洗碳罐，脫附碳罐內(nèi)的碳?xì)浠?物。為解決該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為提供一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱 燃油蒸汽控制系統(tǒng)，包括燃油箱、油位傳感器、碳罐及電子控制單元，所述油位傳感器位于 燃油箱內(nèi)且油位信號(hào)線接入所述電子控制單元，燃油箱的頂部通過(guò)管路及壓力控制閥與所 述碳罐相連通，所述壓力控制閥的啟閉信號(hào)通過(guò)控制閥信號(hào)線接入所述電子控制單元，該 燃油蒸汽控制系統(tǒng)還設(shè)有對(duì)歷次排放的燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)的計(jì)數(shù)器，所述控制閥 信號(hào)線接入所述計(jì)數(shù)器；所述計(jì)數(shù)器與所述電子控制單元雙向通信連接，所述電子控制單 元根據(jù)壓力控制閥的啟閉壓力及開(kāi)啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供 給所述計(jì)數(shù)器累計(jì)；所述計(jì)數(shù)器對(duì)歷次燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)并判斷該累計(jì)值是否超 過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值；所述電子控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器提供的累計(jì)值大于設(shè)定 閾值的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出清洗指令；所述計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電 的電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的燃油蒸汽控制系統(tǒng)取得了如下有益效果本發(fā)明采用 電子控制單元與計(jì)數(shù)器相配合，電子控制單元根據(jù)壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排 放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)；計(jì)數(shù)器對(duì)歷次燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)并判 斷該累計(jì)值是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值；電子控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器提供的累 計(jì)值大于設(shè)定閾值的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出清洗指令，避免碳罐飽和及燃油蒸 汽排放到外界環(huán)境產(chǎn)生污染，且可向發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定濃度的汽油蒸汽以提高燃油的利用效 率。計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源，車(chē)輛開(kāi)啟時(shí)對(duì)其充電，車(chē)輛關(guān)閉時(shí)可使用獨(dú)立 電源，即使在電子控制單元不工作時(shí)，每次壓力控制閥打開(kāi)所釋放的油蒸汽等效質(zhì)量仍然 被計(jì)數(shù)器累計(jì)在內(nèi)，使油蒸汽等效質(zhì)量的監(jiān)控更加準(zhǔn)確，確保碳罐得到及時(shí)的清洗。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，壓力控制閥可以為機(jī)械式壓力控制閥，機(jī)械式壓力控制 閥的啟閉由其閥芯的打開(kāi)壓力和回座壓力決定。在燃油箱內(nèi)的油蒸汽壓力大于設(shè)定值時(shí)， 壓力控制閥自動(dòng)打開(kāi)，使油蒸汽排向碳罐；當(dāng)油蒸汽壓力小于設(shè)定值時(shí)，壓力控制閥自動(dòng)切 斷。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述壓力控制閥為電磁式壓力控制閥，所述電磁式壓力控制閥上集成有壓力傳感器，所述壓力傳感器接入所述電子控制單元的信號(hào)輸入端，所述 電子控制單元根據(jù)壓力傳感器提供的壓力信號(hào)控制所述電磁式壓力控制閥的通斷。電子控 制單元控制電磁式壓力控制閥的通斷使壓力控制更加靈活，在加油過(guò)程中，可以打開(kāi)電磁 式壓力控制閥，使油蒸汽排向碳罐，也可以方便地對(duì)啟閉壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，提供一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油 蒸汽控制方法，當(dāng)碳罐接近飽和時(shí)，能夠及時(shí)啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)清洗碳罐，脫附碳罐內(nèi)的碳?xì)?化合物。為解決該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為，提供一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油 箱燃油蒸汽控制方法，包括以下步驟(1)向燃油箱內(nèi)注油至一定高度，該燃油箱的油位與 燃油容積一一對(duì)應(yīng)，某燃油容積下對(duì)應(yīng)的燃油蒸發(fā)空間即油蒸汽體積為Vtl，設(shè)定壓力控制 閥的開(kāi)啟壓力Pt和關(guān)閉壓力IV在此啟閉壓力下及油蒸汽體積Vtl下測(cè)得壓力控制閥啟閉 一次釋放的等效油氣質(zhì)量Mtl ;(幻油位傳感器測(cè)量出壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)燃油箱內(nèi)的油位并 提供給電子控制單元，所述電子控制單元根據(jù)當(dāng)前油位計(jì)算得到當(dāng)前的油蒸汽體積Vn ； (3) 根據(jù)當(dāng)前的油蒸汽體積\與初始測(cè)定時(shí)的油蒸汽體積Vtl的比值，電子控制單元根據(jù)Mn = M0*Vn/V0計(jì)算得出本次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸汽等效質(zhì)量Mn，并將Mn提供給計(jì)數(shù)器累 計(jì)，計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源；(4)計(jì)數(shù)器對(duì)歷次排放的油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn) 行累計(jì)，得到油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Ma。。，并判斷油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macc是否超過(guò)最大 吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值M。an ；當(dāng)Ma。。^ Mcan時(shí)，計(jì)數(shù)器向電子控制單元發(fā)出清洗報(bào)警信 號(hào)；( 電子控制單元接收到計(jì)數(shù)器的清洗報(bào)警信號(hào)后，判斷是否滿(mǎn)足一定的行駛工況要 求車(chē)速小于設(shè)定閾值、加油踏板踩下量小于設(shè)定閾值并且在非加油過(guò)程中；滿(mǎn)足以上條 件，電子控制單元發(fā)出啟動(dòng)指令給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；(6)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)接受指令后啟動(dòng)，對(duì)碳罐進(jìn) 行充分的脫附清洗，清洗完畢后汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉；(7)計(jì)數(shù)器將油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macx 歸零，進(jìn)入下一個(gè)累加周期。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，在所述步驟(1)中燃油箱加滿(mǎn)至額定容積，對(duì)應(yīng)額定燃 油容積的額定油蒸汽體積為V。，在壓力控制閥的開(kāi)啟壓力Pt和關(guān)閉壓力下及額定油蒸汽 體積\下測(cè)得壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油氣質(zhì)量Me ；在所述步驟(3)中根據(jù)當(dāng)前 的油蒸汽體積\與額定油蒸汽體積Ne的比值，電子控制單元根據(jù)Mn = Me*Vn/Ve計(jì)算得出本 次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸汽等效質(zhì)量Mn，并將Mn提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，如電子控制單元處于未開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)壓力控制閥打開(kāi)，則 所述計(jì)數(shù)器以上一次的油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累加。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，加油時(shí)打開(kāi)油箱鎖蓋之前，壓力控制閥打開(kāi)釋放掉油箱 內(nèi)部的壓力，計(jì)數(shù)器以上一次的油蒸汽等效質(zhì)量乘以系數(shù)m后進(jìn)行累加；所述系數(shù)m由以下 計(jì)算方法得到m = Pt/(Pt-Pb)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的燃油蒸汽控制方法取得了如下有益效果本發(fā)明采用 電子控制單元與計(jì)數(shù)器相配合，電子控制單元根據(jù)壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排 放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)；計(jì)數(shù)器對(duì)歷次燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)并判 斷該累計(jì)值是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值；電子控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器提供的累 計(jì)值大于設(shè)定閾值的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出清洗指令；即使在電子控制單元不 工作時(shí)，每次壓力控制閥打開(kāi)所釋放的油蒸汽等效質(zhì)量仍然被計(jì)數(shù)器累計(jì)在內(nèi)，使油蒸汽等效質(zhì)量的監(jiān)控更加準(zhǔn)確，確保碳罐得到及時(shí)的清洗。


圖1為本發(fā)明中外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)的示意圖。圖2為本發(fā)明中外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法的流程圖。圖3為燃油箱釋放的等效蒸汽質(zhì)量與蒸發(fā)空間之間的關(guān)系圖。圖中1燃油箱、2油位傳感器、3加油排氣接頭、4計(jì)數(shù)器(簡(jiǎn)稱(chēng)V0A)、5電子控制 單元(簡(jiǎn)稱(chēng)ECU)、6翻轉(zhuǎn)切斷閥、7壓力控制閥(簡(jiǎn)稱(chēng)FTIV)、8發(fā)動(dòng)機(jī)、9碳罐。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)的示意圖，該 燃油蒸汽控制系統(tǒng)包括燃油箱1、油位傳感器2、加油排氣接頭3、計(jì)數(shù)器4 (簡(jiǎn)稱(chēng)V0A)、電子 控制單元5、翻轉(zhuǎn)切斷閥6、發(fā)動(dòng)機(jī)8及碳罐9，油位傳感器2位于燃油箱1內(nèi)且油位信號(hào)線 接入電子控制單元5 (簡(jiǎn)稱(chēng)ECU)，翻轉(zhuǎn)切斷閥6安裝在燃油箱1的頂部，其出口通過(guò)管路及 壓力控制閥7 (簡(jiǎn)稱(chēng)FTIV)與碳罐9相連通，壓力控制閥的啟閉信號(hào)通過(guò)控制閥信號(hào)線接入 電子控制單元5，控制閥信號(hào)線接入計(jì)數(shù)器4 ；計(jì)數(shù)器4與電子控制單元5雙向通信連接，電 子控制單元5根據(jù)壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供給 計(jì)數(shù)器4累計(jì)；計(jì)數(shù)器4對(duì)歷次燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)并判斷該累計(jì)值Macx是否超過(guò) 最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值M。an ；電子控制單元5根據(jù)計(jì)數(shù)器4提供的累計(jì)值Macx大于 設(shè)定閾值M。m的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)8發(fā)出清洗指令。壓力控制閥可以采用機(jī)械式壓力控制閥，機(jī)械式壓力控制閥的啟閉由其閥芯的打 開(kāi)壓力和回座壓力決定。壓力控制閥也可以采用電磁式壓力控制閥，電磁式壓力控制閥上 集成有壓力傳感器，壓力傳感器接入電子控制單元的信號(hào)輸入端，電子控制單元根據(jù)壓力 傳感器提供的壓力信號(hào)控制電磁式壓力控制閥的通斷。電磁式壓力控制閥可以使壓力控制 更加靈活，在加油時(shí)打開(kāi)油箱鎖蓋之前，可以打開(kāi)電磁式壓力控制閥，使油蒸汽排向碳罐， 也可以方便地對(duì)啟閉壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以將機(jī)械式壓力控制閥和電磁式壓力控制閥的功 能集成在同一個(gè)壓力控制閥上。圖2所示為外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法的工作流程圖，包括 以下步驟(1)向燃油箱內(nèi)注油至一定高度，該燃油箱的油位與燃油容積一一對(duì)應(yīng)，某燃油容 積下對(duì)應(yīng)的燃油蒸發(fā)空間即油蒸汽體積為V。，設(shè)定壓力控制閥的啟閉壓力差，在此壓力差 及油蒸汽體積Vtl下測(cè)得壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油氣質(zhì)量M0 ；(2)油位傳感器測(cè)量出壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)燃油箱內(nèi)的油位并提供給電子控制單 元，電子控制單元根據(jù)當(dāng)前油位計(jì)算得到當(dāng)前的油蒸汽體積\；(3)根據(jù)當(dāng)前的油蒸汽體積Vn與初始測(cè)定時(shí)的油蒸汽體積Vtl的比值，電子控制單 元根據(jù)Mn = M0*Vn/V0計(jì)算得出本次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸汽等效質(zhì)量Mn，并將Mn提供 給計(jì)數(shù)器累計(jì)，計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源；(4)計(jì)數(shù)器對(duì)歷次排放的油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)，得到油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值 Macc,并判斷油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macx是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值M。m ；當(dāng)Macc ^ Mcan時(shí)，計(jì)數(shù)器向電子控制單元發(fā)出清洗報(bào)警信號(hào)；例如設(shè)定閾值M。an可以取碳罐容 量的80% ；(5)電子控制單元接收到計(jì)數(shù)器的清洗報(bào)警信號(hào)后，判斷是否滿(mǎn)足一定的行駛工 況要求a、車(chē)速小于設(shè)定閾值，高速時(shí)不宜突然強(qiáng)制開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)，防止產(chǎn)生危險(xiǎn)；b、加油踏 板踩下量小于設(shè)定閾值，在突然車(chē)輛提速時(shí)出于安全的考慮也不宜突然開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)；C、在 非加油過(guò)程中，防止在加油站加油的時(shí)候突然開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)容易造成危險(xiǎn)，這種情況下也不 宜突然開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)清洗碳罐；滿(mǎn)足以上條件，電子控制單元發(fā)出啟動(dòng)指令給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；(6)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)接受指令后啟動(dòng)，對(duì)碳罐進(jìn)行充分的脫附清洗，碳罐9的脫附清洗 過(guò)程應(yīng)該是充分的，根據(jù)碳罐的容積大小，通入數(shù)倍于其容積的空氣進(jìn)行清洗，清洗后向發(fā) 動(dòng)機(jī)8供應(yīng)含一定汽油濃度的空氣，并在完全清洗結(jié)束時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)；(7)計(jì)數(shù)器將油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macx歸零，進(jìn)入下一個(gè)累加周期，如此周而復(fù) 始地進(jìn)行。在上述步驟(1)中可以將燃油箱加滿(mǎn)至額定容積，對(duì)應(yīng)額定燃油容積的額定油 蒸汽體積為V。，在壓力控制閥設(shè)定壓力差及額定油蒸汽體積V。下測(cè)得壓力控制閥啟閉一次 釋放的等效油氣質(zhì)量Me ；在步驟(3)中根據(jù)當(dāng)前的油蒸汽體積Vn與額定油蒸汽體積V。的 比值，電子控制單元根據(jù)Mn = Mc*Vn/Ve計(jì)算得出本次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸汽等效質(zhì) 量Mn，并將Mn提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)。被碳罐有效吸附的油蒸汽質(zhì)量的采集和計(jì)算是本發(fā)明的技術(shù)核心，也是程序監(jiān)測(cè) 的理論基礎(chǔ)，根據(jù)密度方程和理想氣體狀態(tài)方程P = m/VPV = nRT式中ρ為蒸汽密度，m為油蒸汽質(zhì)量，η為油氣物質(zhì)的量，V為油蒸汽體積，P為 油箱內(nèi)部蒸氣壓，R為氣體常數(shù)，其值為8.314J/(mol ·10 ；T為絕對(duì)溫度。控制閥的某次開(kāi)啟和關(guān)閉后，燃油箱內(nèi)部油蒸汽的損失即為被碳罐所吸收的油蒸 汽，燃油箱中的油蒸汽體積為即時(shí)的油蒸汽空間。在不同油位時(shí)，壓力控制閥的開(kāi)啟壓力Pt和關(guān)閉壓力I3b的差值為一定值，例如開(kāi) 啟壓力Pt為25Kpa，關(guān)閉壓力I3b為20KPa，而V不變化，盡管絕對(duì)溫度T (T = 273+t，t為攝 氏溫度)存在一定的差異，但是由于其相對(duì)數(shù)值差異不大(絕對(duì)溫度！~從沈；31(到313K，為 15%的數(shù)值差異)，在碳罐Mean設(shè)定20%足夠安全余量的情況下，為了管理控制的簡(jiǎn)便性， 可以忽略溫度的影響(或者可以增加一個(gè)即時(shí)溫度參數(shù)，提供一個(gè)更復(fù)雜但是更精確的監(jiān) 控，原理類(lèi)似)，可以推導(dǎo)出η2/ηι V2/V1;即意味著每次壓力控制閥打開(kāi)時(shí)釋放的等效油氣 質(zhì)量和當(dāng)時(shí)的蒸汽空間成正比的關(guān)系。燃油箱加滿(mǎn)至額定容積，對(duì)應(yīng)額定燃油容積的額定油蒸汽體積為\，而油箱無(wú)法 再抽出油時(shí)實(shí)際上仍然有少量的燃油存在，稱(chēng)之為死容積，對(duì)應(yīng)死容積的油蒸汽體積為vs。如圖3所示，在額定油蒸汽體積Ve時(shí)，壓力控制閥在設(shè)定壓力差下啟閉一次釋放 的等效油氣質(zhì)量為M。，在對(duì)應(yīng)死容積的油蒸汽體積Vs時(shí)，壓力控制閥在設(shè)定壓力差下啟閉 一次釋放的等效油氣質(zhì)量為Ms。車(chē)輛燃油箱的油量在從額定容積V。到死容積Vs的消耗過(guò) 程中，在某個(gè)油蒸汽體積Vn下，壓力控制閥打開(kāi)時(shí)釋放的等效油氣質(zhì)量為Mn, Mn介于M。與 Ms之間，圖3中的曲線可以簡(jiǎn)化近似為一條直線，即Mn = M。*Vn/V。。
就每種燃油箱而言，油位與燃油容積一一對(duì)應(yīng)，將燃油箱加滿(mǎn)至額定容積，對(duì)應(yīng)額 定燃油容積的額定油蒸汽體積\下，均可通過(guò)測(cè)試獲得壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油 氣質(zhì)量為Me，并以M。作為基礎(chǔ)推算其它油蒸汽體積下每次釋放的等效油氣質(zhì)量。當(dāng)然也可 以通過(guò)測(cè)得某個(gè)蒸汽體積V。下，壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油氣質(zhì)量M。作為推算基 石出。所以電子控制單元可以根據(jù)液位傳感器提供的當(dāng)前油位，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)的蒸發(fā) 空間值即油蒸汽體積Vn，進(jìn)而計(jì)算得到等效油氣質(zhì)量Mn。每次壓力控制閥打開(kāi)時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn) 行一次等效油氣質(zhì)量的累加，即Macc = Mi+M2+M3+. . . +Mn，該累加過(guò)程按照?qǐng)D3中的過(guò)程示意 圖進(jìn)行。針對(duì)不同的油箱的碳罐，其最大等效吸收量(考慮一定的安全余量)是不同的，可 以設(shè)定為M。an，該值在設(shè)計(jì)每個(gè)不同的油箱總成時(shí)可以通過(guò)試驗(yàn)值得到，所以在累加的過(guò)程 中若累加量Ma。。^ Mcan時(shí)，計(jì)數(shù)器對(duì)電子控制單元發(fā)出警報(bào)信號(hào)，通知其進(jìn)行碳罐清洗的過(guò) 程，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟以后，計(jì)數(shù)器將Macx清零。如電子控制單元處于未開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)壓力控制閥打開(kāi)，則計(jì)數(shù)器以上一次的油蒸汽 等效質(zhì)量進(jìn)行累加。加油時(shí)打開(kāi)油箱鎖蓋之前，為了防止油箱內(nèi)部壓力過(guò)大導(dǎo)致高壓下難以打開(kāi)鎖蓋 或者出現(xiàn)從鎖蓋快速?lài)姵龃罅坑蜌獾惹闆r，需要通過(guò)壓力控制閥在加油按鈕打開(kāi)的時(shí)候進(jìn) 行打開(kāi)泄壓。這時(shí)可以將此次壓力控制閥的打開(kāi)近似等同于一次從25KPa到OKPa的過(guò)程， 計(jì)數(shù)器以上一次的油蒸汽等效質(zhì)量乘以系數(shù)m后進(jìn)行累加；系數(shù)m由以下計(jì)算方法得到m =Pt/(Pt-Pb)。正常的開(kāi)啟壓力Pt為25KPa，正常的關(guān)閉壓力為20KPa，則加油前的泄放 乘以系數(shù)m，m = 25/ (25-20) = 5，近似于正常泄放一次5倍的油蒸汽等效質(zhì)量。計(jì)數(shù)器4具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源，車(chē)輛開(kāi)啟時(shí)對(duì)其充電，車(chē)輛關(guān)閉時(shí)可 使用獨(dú)立電源，即使在電子控制單元不工作時(shí)(例如采用電池驅(qū)動(dòng)時(shí)，加油時(shí)等)，每次壓 力控制閥打開(kāi)所釋放的油蒸汽等效質(zhì)量仍然被計(jì)數(shù)器累計(jì)在內(nèi)，使油蒸汽等效質(zhì)量的監(jiān)控 更加準(zhǔn)確，確保碳罐得到及時(shí)的清洗。計(jì)數(shù)器可以采用深圳騰高電子有限公司的車(chē)輛自動(dòng)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)系列TG-P6型計(jì)數(shù)
ο電子控制單元可以采用上海聯(lián)合電子汽車(chē)有限公司的M7. 7. 9型E⑶，該E⑶可以 實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)清洗碳罐的功能，本身具有比較強(qiáng)大的計(jì)算功能，以及多個(gè)插口， 比如燃油余量的計(jì)算，傳感器數(shù)值修正等。壓力控制閥可以采用伊頓公司(EATON)的FTIV閥，將機(jī)械閥和電磁閥合二為一， 可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)利中壓力超過(guò)閾值閥開(kāi)啟和壓力降低到一定閾值閥關(guān)閉的功能，并且可以在加 油時(shí)打開(kāi)油箱鎖蓋之前，通過(guò)電信號(hào)打開(kāi)電磁閥泄壓方便鎖蓋打開(kāi)。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)，包括燃油箱、油位傳感器、碳 罐及電子控制單元，所述油位傳感器位于燃油箱內(nèi)且油位信號(hào)線接入所述電子控制單元， 燃油箱的頂部通過(guò)管路及壓力控制閥與所述碳罐相連通，所述壓力控制閥的啟閉信號(hào)通過(guò) 控制閥信號(hào)線接入所述電子控制單元，其特征在于該燃油蒸汽控制系統(tǒng)還設(shè)有對(duì)歷次排 放的燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)的計(jì)數(shù)器，所述控制閥信號(hào)線接入所述計(jì)數(shù)器；所述計(jì)數(shù) 器與所述電子控制單元雙向通信連接，所述電子控制單元根據(jù)壓力控制閥的啟閉壓力及開(kāi) 啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供給所述計(jì)數(shù)器累計(jì)；所述計(jì)數(shù)器對(duì)歷 次燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)并判斷該累計(jì)值是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值； 所述電子控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器提供的累計(jì)值大于設(shè)定閾值的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng) 機(jī)發(fā)出清洗指令；所述計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述壓力控制閥為機(jī)械式壓力控制閥，所述機(jī)械式壓力控制閥的啟閉由其閥芯的打開(kāi) 壓力和回座壓力決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述壓力控制閥為電磁式壓力控制閥，所述電磁式壓力控制閥上集成有壓力傳感器，所 述壓力傳感器接入所述電子控制單元的信號(hào)輸入端，所述電子控制單元根據(jù)壓力傳感器提 供的壓力信號(hào)控制所述電磁式壓力控制閥的通斷。
4.一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)向燃油箱內(nèi)注油至一定高度，該燃油箱的油位與燃油容積一一對(duì)應(yīng)，某燃油容積下 對(duì)應(yīng)的燃油蒸發(fā)空間即油蒸汽體積為V。，設(shè)定壓力控制閥的開(kāi)啟壓力Pt和關(guān)閉壓力IV在 此啟閉壓力下及油蒸汽體積Vtl下測(cè)得壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油氣質(zhì)量M0 ；(2)油位傳感器測(cè)量出壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)燃油箱內(nèi)的油位并提供給電子控制單元，所 述電子控制單元根據(jù)當(dāng)前油位計(jì)算得到當(dāng)前的油蒸汽體積\；(3)根據(jù)當(dāng)前的油蒸汽體積Vn與初始測(cè)定時(shí)的油蒸汽體積Vtl的比值，電子控制單元根 據(jù)Mn = M0*Vn/V0計(jì)算得出本次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸汽等效質(zhì)量Mn，并將Mn提供給計(jì) 數(shù)器累計(jì)，計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源；(4)計(jì)數(shù)器對(duì)歷次排放的油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)，得到油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值 Macc,并判斷油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macc是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值M。m ；當(dāng) Macc ^ Mcan時(shí)，計(jì)數(shù)器向電子控制單元發(fā)出清洗報(bào)警信號(hào)；(5)電子控制單元接收到計(jì)數(shù)器的清洗報(bào)警信號(hào)后，判斷是否滿(mǎn)足一定的行駛工況要 求車(chē)速小于設(shè)定閾值、加油踏板踩下量小于設(shè)定閾值并且在非加油過(guò)程中；滿(mǎn)足以上條 件，電子控制單元發(fā)出啟動(dòng)指令給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；(6)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)接受指令后啟動(dòng)，對(duì)碳罐進(jìn)行充分的脫附清洗，清洗完畢后汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 關(guān)閉；(7)計(jì)數(shù)器將油蒸汽等效質(zhì)量累計(jì)值Macx歸零，進(jìn)入下一個(gè)累加周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法，其特征 在于，在所述步驟(1)中燃油箱加滿(mǎn)至額定容積，對(duì)應(yīng)額定燃油容積的額定油蒸汽體積為 I，在壓力控制閥開(kāi)啟壓力Pt和關(guān)閉壓力下及額定油蒸汽體積Ve下測(cè)得壓力控制閥啟閉一次釋放的等效油氣質(zhì)量軋；在所述步驟(3)中根據(jù)當(dāng)前的油蒸汽體積Vn與額定油蒸汽 體積Ve的比值，電子控制單元根據(jù)Mn = Me*Vn/Ve計(jì)算得出本次燃油箱向碳罐排出的燃油蒸 汽等效質(zhì)量Mn，并將Mn提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法，其特 征在于，如電子控制單元處于未開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)壓力控制閥打開(kāi)，則所述計(jì)數(shù)器以上一次的油 蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累加。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制方法，其 特征在于，加油時(shí)打開(kāi)油箱鎖蓋之前，壓力控制閥打開(kāi)釋放掉油箱內(nèi)部的壓力，計(jì)數(shù)器以上 一次的油蒸汽等效質(zhì)量乘以系數(shù)m后進(jìn)行累加；所述系數(shù)m由以下計(jì)算方法得到m = Pt/ (Ρχ Ρβ) °
全文摘要
本發(fā)明涉及一種外插電式油電混合動(dòng)力車(chē)油箱燃油蒸汽控制系統(tǒng)及方法，該燃油蒸汽控制系統(tǒng)設(shè)有對(duì)歷次排放的燃油蒸汽等效質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)的計(jì)數(shù)器，控制閥信號(hào)線接入計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器與電子控制單元雙向通信連接，電子控制單元根據(jù)壓力控制閥開(kāi)啟時(shí)的油位計(jì)算出本次排放燃油蒸汽的等效質(zhì)量提供給計(jì)數(shù)器累計(jì)；計(jì)數(shù)器累計(jì)后判斷該累計(jì)值是否超過(guò)最大吸收等效蒸汽質(zhì)量設(shè)定閾值；電子控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器提供的累計(jì)值大于設(shè)定閾值的信號(hào)發(fā)出報(bào)警且向汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出清洗指令；計(jì)數(shù)器具有獨(dú)立的可由車(chē)輛充電的電源。該燃油蒸汽控制系統(tǒng)及控制方法，能夠很好地適應(yīng)混合動(dòng)力汽車(chē)采用外插式充電，及時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)清洗碳罐，避免油蒸汽排放污染。
文檔編號(hào)B60K15/077GK102114769SQ201110030570
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者劉亮, 劉承望, 姜林, 孫巖, 張磊, 楊燕, 王曄, 管云祥, 蘇衛(wèi)東, 黃國(guó)益 申請(qǐng)人:亞普汽車(chē)部件有限公司