专利名称：混合动力汽车的燃油蒸汽系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车燃油系统制造领域，特别涉及一种混合动力汽车的燃油
蒸汽系统。
背景技术：
混合动力汽车是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式，动力性好，排放
量低。随着石油供应的日趋紧缺、价格持续上涨和环境污染的日益加剧，混合动力汽车凭借
其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动
力车辆有四种类型，即微混合、轻度混合、全混合、外电源插座充电混合。 由于汽油易挥发，其饱和蒸汽压较大，在较高的环境温度下往往能够达到70KPa
甚至到lbar，容易造成塑料燃油箱变形。为了使燃油箱中的燃油蒸汽压力得到降低，传统的
混合动力汽车的燃油蒸汽系统，采取使燃油箱顶部连通压力控制阀，压力控制阀的排出口
通往炭罐或油气吸收装置，当燃油箱中的燃油蒸汽超过一定压力时，打开压力控制阀，使箱
体内的燃油蒸汽不断被炭罐或油气吸收装置吸收，从而降低燃油箱内部的压力。由于燃油
箱中的汽油仍然继续不断进行蒸发，经过一段时间以后，再次达到一定的压力，迫使压力控
制阀再次打开，炭罐或油气吸收装置再次对燃油蒸汽进行吸收，使箱体内部的压力降低。如
此反复，炭罐或油气吸收装置会逐渐趋于饱和，无法继续吸收燃油蒸汽，这时需要开启发动
机对炭罐进行清洗。 外插充电式混合动力汽车由于采用外插式充电，可能使发动机长期处于关闭状 态，不能及时对炭罐进行清洗，在这期间由于燃油箱中的燃油蒸汽超过一定压力，使箱体压 力控制阀打开，并不断被炭罐或油气吸收装置吸收，导致炭罐可能处于饱和状态，无法继续 吸收燃油蒸汽，会导致燃油蒸汽排放到外界环境产生污染。 为改善以上状况，目前的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，采用金属油箱或者厚壁 塑料油箱来提高油箱的可承载压力，从而将大部分油蒸汽保存在燃油箱中，减少油蒸汽碳 氢化合物向炭罐的排放。但是采用高承载力的油箱，在较长时间内仍然有汽油蒸汽向炭罐 排放，最终导致炭罐吸收饱和，从而导致环境的污染，而且由于燃油箱内部承载压力变化较 大，可能导致材料疲劳失效，对油箱寿命产生负面影响。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，当炭
罐接近饱和时，能够及时启动汽车发动机清洗炭罐，脱附炭罐内的碳氢化合物。 为解决该技术问题，本实用新型的技术方案为，提供一种混合动力汽车的燃油蒸
汽系统，包括燃油箱、油位传感器及炭罐，油位传感器位于燃油箱内，燃油箱的顶部与炭罐
通过管路相连通，该管路上设有控制阀，该燃油蒸汽系统还设有测量燃油蒸汽温度和压力
的温度传感器、压力传感器及电子控制单元，电子控制单元根据油蒸汽压力、温度、体积参
数计算排向炭罐的油蒸汽质量并进行累计，温度传感器和压力传感器分别安装在燃油箱的
3顶壁上，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子
控制单元根据排放的油蒸汽质量与设定值比较，发出信号控制汽车发动机启动清洗炭罐。 控制阀可以为压力控制阀。在燃油箱内的油蒸汽压力大于设定值时，压力控制阀
自动打开，使油蒸汽排向炭罐；当油蒸汽压力小于设定值时，压力控制阀自动切断。 控制阀还可以为电磁阀，该电磁阀由电子控制单元控制其通断。电子控制单元控
制电磁阀的通断使压力控制更加灵活，在加油过程中，可以打开电磁阀，使油蒸汽排向炭罐。 所述温度传感器与压力传感器可以集成在一个模块内。这样不但可以縮小体积，
还可以减少燃油箱上的开孔。 相对于现有技术，本实用新型取得如下有益效果，从油位传感器提供的油位信号
可以得到油蒸汽的体积，电子控制单元获取油蒸汽的温度、压力、体积的参数后，计算出每 次开启控制阀排至炭罐的油蒸汽的质量并进行累计，及时报警并向汽车发动机发出指令对 炭罐进行清洗，避免炭罐饱和及燃油蒸汽排放到外界环境产生污染，且可向发动机提供一 定浓度的汽油蒸汽以提高燃油的利用效率。
图1为本实用新型的燃油蒸汽系统第一种实施例的示意图。
图2为本实用新型的燃油蒸汽系统第二种实施例的示意图。 图中1燃油箱、2油位传感器、3温度传感器、4压力传感器、5电子控制单元、6翻 转切断阀、7a压力控制阀、7b电磁阀、8发动机、9炭罐。
具体实施方式图1所示为本实用新型燃油蒸汽系统的第一种实施例，该混合动力汽车的燃油蒸 汽系统包括燃油箱1、安装在燃油箱1顶壁上的温度传感器3、压力传感器4和翻转切断阀 6，油位传感器2位于燃油箱内。压力控制阀7a的一端与翻转切断阀6相连通，另一端与炭 罐9相连通，当燃油箱1倒置时，翻转切断阀6将燃油箱1与压力控制阀7a的通路切断。温 度传感器3、压力传感器4及油位传感器2分别接入电子控制单元5的信号输入端，电子控 制单元5可发出信号控制汽车发动机8启动。温度传感器3可以采用热敏电阻传感器或车 载温度传感器，压力传感器4可以采用0BD II传感器，也可以将温度传感器与压力传感器 可以集成在一个模块内。 电子控制单元5根据油位计算出燃油箱内燃油蒸汽的体积，并对采集到的油蒸汽 温度、压力及体积参数数值的变化进行识别、记录、计算和存储，将每次排放出的燃油蒸汽 的质量进行累加。当油蒸汽的累计质量达到炭罐9接近饱和时，如达到炭罐容量的80%时， 电子控制单元5发出报警信号，并提示汽车发动机8对炭罐9进行脱附，脱附可以控制在 适当时机例如下次汽车启动时，可以采取传统的发动机清洗或其他独立于发动机的方式清 洗。 炭罐9的脱附清洗过程应该是充分的，根据炭罐的容积大小，通入数倍于其容积 的空气进行清洗，清洗后向发动机8供应含一定汽油浓度的空气，并在完全清洗结束时关 闭发动机。然后将所有的采集信息和计算归零，重新进入下个周期的程序监测和电子控制单元累积计算，如此周而复始地进行。 图2所示为本实用新型燃油蒸汽系统的第二种实施例，该实施例将第一种实施例 中的压力控制阀7a改为采用电磁阀7b，由电子控制单元5控制其通断，其余与第一种实施 方法相同。采用电磁阀7b使得压力控制更加灵活。本方式可用于北美的车载加油蒸汽回 收系统，即0RVR系统，在加油过程中，可以打开电磁阀7b向炭罐排放油蒸汽，电子控制单元 通过油量变化和当时的压力和温度计算出油蒸汽质量，用于控制炭罐的清洗。该实施方式 还可以将电磁阀7b安装于炭罐的排放口处，燃油箱的上部与炭罐进口直接连通。 该燃油蒸汽系统可用于外插式混合动力汽车上，也可以用于其它类型的混合动力 汽车上。 被炭罐有效吸附的油蒸汽质量的采集和计算是本实用新型的技术核心，也是程序 监测的理论基础，根据密度方程和理想气体状态方程 p = m/V PV = nRT 式中p为蒸汽密度，m为油蒸汽质量，V为油蒸汽体积，P为油箱内部蒸气压，R为 气体常数，其值为8. 314J/(mo1 k) ;T为绝对温度。 控制阀的某次开启和关闭后，燃油箱内部油蒸汽的损失即为被炭罐所吸收的油蒸 汽，燃油箱中的油蒸汽体积为即时的油蒸汽空间。 设燃油箱内排放前的油蒸汽压力、体积、温度分别为Pp K、 1\，排出燃油箱的油蒸 汽压力、体积、温度分别为P'、 V'、 T'，排放后燃油箱内的油蒸汽压力、体积、温度分别为P2、
V2、 T2 ;则 P， V， /T， = P^/VP^/L 此式可变换为 V， = (P^/VP^/TW /P， 温度传感器可测出油蒸汽在排放前后温度的具体数值，可近似认为没有变化，即
1\ = T， = L，则 V， = (PJ「P2V2)/P， 而被排除的油蒸汽压力P'和剩余的油蒸汽压力P2几乎是相同的，由此可以得出 排出箱体的油蒸汽体积V'的具体数值 V， = (PJfPA)/P2 此时的油箱中由于这次控制阀开启和关闭排出的燃油蒸汽质量即可求出 mn = V' X p 控制阀关闭后的即时油蒸汽密度P由电子控制单元从存储空间中相对应的特征 曲线中调出，密度的影响因素为压力P和温度T，并由电子控制单元执行该计算过程。 至此可以判断出一个周期内的燃油蒸汽的质量损失，电子控制单元继续执行下个 周期的监控和程序计算过程，并进行累加运算，直至累计油蒸汽质量大于设定值时，发出清 洗指令。 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，包括燃油箱、油位传感器及炭罐，油位传感器位于燃油箱内，燃油箱的顶部与炭罐通过管路相连通，该管路上设有控制阀，其特征在于，该燃油蒸汽系统还设有测量燃油蒸汽温度和压力的温度传感器、压力传感器及电子控制单元，电子控制单元根据油蒸汽压力、温度、体积参数计算排向炭罐的油蒸汽质量并进行累计，温度传感器和压力传感器分别安装在燃油箱的顶壁上，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子控制单元根据排放的油蒸汽质量与设定值比较，发出信号控制汽车发动机启动清洗炭罐。
2. 根据权利要求1所述的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，其特征在于，所述控制阀为压力控制阀。
3. 根据权利要求1所述的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，其特征在于，所述控制阀为电磁阀，该电磁阀由电子控制单元控制其通断。
4. 根据权利要求1、2或3所述的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，其特征在于，所述温度传感器与压力传感器集成在一个模块内。
专利摘要本实用新型涉及一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，燃油箱的顶壁上安装有温度传感器和压力传感器，油位传感器安装在燃油箱内，控制阀连通燃油箱与炭罐，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子控制单元与发动机信号连接，电子控制单元采集到油蒸汽的温度、压力及体积参数后，计算出每次向炭罐排放油蒸汽质量并进行累计，累计量超过设定值时，指令发动机清洗炭罐，清洗完毕后将油蒸汽累计量归零，进入下一个累积周期。该燃油蒸汽系统，能够很好地适应混合动力汽车采用外插式充电，及时启动发动机清洗炭罐，避免油蒸汽排放污染。
文档编号B60K15/077GK201511812SQ200920236359
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者刘亮, 姜林, 孙岩, 王晔, 黄然 申请人:亚普汽车部件有限公司