阀的螺线管组件
技术领域
[0001] 本公开的主题涉及
燃料箱隔离阀(FTIV)，特别是用于与混合动
力车系统一起使用。
背景技术
[0002] 下面列出了被认为与本公开的主题背景相关的参考文献：
[0003] -US 9,026,292
[0004] -WO 2015/114618
[0005] 本文中对上述参考文献的承认不被推断为意味着这些参考文献与本公开的主题的可
专利性有任何关联。
[0006] 某些类型的车辆，例如混合动力车辆(HEV)或插电式混合动力车辆(PHEV)，设置有密封燃料系统，其包括位于
燃料箱和
碳过滤器之间的燃料箱隔离阀(FTIV)。FTIV偏向于并且通常处于关闭
位置，并且操作以选择性地打开箱和碳罐之间的
流体连通。打开FTIV可以通过允许使箱通
风来控制箱内的压力，或者在箱重新注满燃料时防止压力升高。
[0007] 传统的FTIV由螺线管
致动器致动，该螺线管致动器具有用于打开的功率需求
阈值，并且只要螺线管致动器(并且因此FTIV)处于打开位置，功率消耗就维持在该阈值，该打开位置可以例如持续长达数十分钟。进而，将螺线管维持在处于相对较高功率
水平的打开位置时，会导致较大的功率消耗以及对螺线管致动器和FTIV的加热。
发明内容
[0008] 本发明公开的主题涉及与混合动力
电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)结合使用的燃料系统，其中使用密封的燃料系统并且该燃料系统包括燃料箱隔离阀(FTIV)，该燃料箱隔离阀被安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通。
[0009] FTIV是常闭隔离阀并且起到选择性地打开或关闭与燃料箱和碳罐的流体连通的作用，被配置成便于受控的燃料蒸气流入罐中，并且其中打开FTIV使箱减压，允许箱通气并促进对箱加燃料。
[0010] 因此，安置成与燃料箱和碳罐流体连通的FTIV用于主动地将流动密封到碳罐中，由此使得碳罐内残留的燃烧燃料成分的量减少，由此减小负载并且提高其整体性能。
[0011] 根据一种装置，FTIV安置在燃料箱和碳罐之间，因此被配置为控制从燃料箱到碳罐的流体流动。根据第二种装置，FTIV被安置在碳罐之后并且因此控制从燃料箱到碳罐并且进一步到大气的流体流动。
[0012] 根据本公开的主题的燃料系统包括安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通的FTIV，所述FTIV集成地包括常闭螺线管和集成
控制器。
[0013] 在常规条件下，为了克服燃料箱内的相当高的压力，需要较高的功率来打开螺线管，由此集成控制器被配置为以基本恒定的
电压(但是通常高于由车辆
电池提供的输入电压)消耗电功率。
[0014] 本公开的主题的FTIV通过如下而有助于减少电功率消耗：控制施加到螺线管的功率，使得其在基本高功率被激活持续短时间跨度(然而足以克服所述基本高压)，并且此后电功率降低到维持
电磁阀打开所需的最小电压，但是防止其
过热并且节省电功率；
[0015] 根据一个特定示例，9伏至16伏(由车辆的电池提供)之间的功率输入被转换为基本恒定的14伏功率，被施加达200ms。然后，就施加降低到基本恒定的5伏，只要使FTIV保持打开。
[0016] 根据本公开的主题的燃料系统包括安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通的FTIV，所述FTIV集成地包括常闭螺线管和集成控制器；所述控制器被配置用于响应于从与燃料系统相关联的一个或多个
传感器接收的参数
信号，向螺线管产生关闭信号从而通过阀来密封流体流路。
[0017] 该装置使得一旦FTIV由中央控制器触发，FTIV的集成控制器就基于从与燃料系统相关联的一个或多个传感器接收的参数信号自主地向螺线管产生信号。
[0018] 本公开的主题的一方面涉及一种安置成与燃料箱和碳罐流体连通的FTIV，所述FTIV集成地包括常闭螺线管和集成控制器；所述控制器被配置用于响应于从与所述燃料系统相关联的一个或多个传感器接收的参数信号，向螺线管产生关闭信号从而通过阀来密封流体流路。
[0019] 本公开的主题的另一方面涉及一种包括FTIV的车辆，所述FTIV安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通，所述FTIV集成地包括常闭螺线管和集成控制器；所述控制器被配置用于响应于从与燃料系统相关联的一个或多个传感器接收的参数信号，向螺线管产生关闭信号从而通过阀来密封流体流路。
[0020] 本公开的主题的另一方面涉及一种包括FTIV的车辆燃料箱系统，该FTIV安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通，所述FTIV集成地包括常闭螺线管和集成控制器；所述控制器被配置用于响应于从与燃料系统相关联的一个或多个传感器接收的参数信号，向螺线管产生关闭信号从而通过阀来密封流体流路。
[0021] 根据本公开，燃料系统或车辆的中央控制器向FTIV的集成控制器产生打开信号，该控制器响应于从与燃料系统相关联的一个或多个传感器接收的参数信号，向FTIV的螺线管产生关闭信号。
[0022] 中央控制器将在开始加燃料过程时并针对执行目标压力检查向FTIV产生打开信号。例如，为了加燃料，驾驶员需要例如通过操作命令
开关或通过打开燃料
门来向FTIV激活打开信号。一旦向FTIV产生打开信号，FTIV将打开，从而在燃料盖被移除之前降低燃料箱内的压力。
[0023] 根据本公开的燃料箱隔离阀(FTIV)通常可以包括常闭式
旁通阀，该常闭式旁通阀被配置成在预定的
真空和超压的阈值条件下越过用于对燃料箱通气的螺线管。因此，在FTIV的燃料箱侧的压力变化超过预定的压力阈值界限的情况下，旁通阀将打开，以促进燃料箱和碳罐之间的流体流动，从而调节燃料系统内的压力。
[0024] 根据本公开的另一方面，配置了一种燃料液位感测系统，其中燃料箱包括燃料
液位传感器，该燃料液位传感器被配置用于响应燃料箱内的燃料液位产生燃料液位参数信号，所述燃料液位参数信号被传输到FTIV的集成控制器，该控制器进而向FTIV的螺线管产生关闭信号。
[0025] 燃料液位参数信号是最大液位填充信号，用于过充阻止/保护。然而，燃料液位参数信号也可以指示燃料箱内的燃料液位。燃料液位参数信号还可以被传输到车辆的中央控制器，以产生表示燃料箱内的燃料液位的信号。燃料液位传感器可以是任何液位感测装置。
[0026] 根据本公开的另一方面，配置有翻转检测装置，用于向FTIV的集成控制器产生参数信号，该集成控制器进而在翻转事件时向FTIV的螺线管产生关闭信号。
[0027] 根据本公开的另一方面，提供一种了目标压力保持系统，其被配置用于在由中央控制器执行的目标压力检查期间检查燃料箱的目标压力保持。根据这个方面，燃料箱系统配置有
压力传感器，用于响应于燃料箱内的压力产生压力参数信号，所述压力参数信号被传输到FTIV的集成控制器，该集成控制器进而向FTIV的螺线管产生相应的关闭信号，因此在目标压力检查期间监测燃料箱内的压力。
[0028] 根据本公开的另一方面，提供了一种防栓塞系统。
[0029] 术语栓塞表示在加燃料过程之前打开FTIV时可能发生的情况，其中在通过碳罐的高流速下，与燃料箱相关联的阀可能栓塞，即大量的空气/燃料蒸气从燃料箱排出可能导致阀浮子沿着向上方向漂移，引起相应的阀关闭，从而导致提前(即，在燃料箱充满之前)中止加燃料。
[0030] 该装置使得，在开始加燃料过程时，
中央处理器向FTIV的集成控制器产生打开信号，其中螺线管打开以使燃料箱通气，即用于使燃料箱减压，但是以防止对阀造成栓塞的受控的流速。
[0031] 防栓塞系统包括在FTIV处配置的压力感测机构，其中当在燃料箱处(和相应地在FTIV处)的压力超过预定液位时，产生压力参数信号并将其传输到集成控制器，该集成控制器进而向螺线管产生打开信号，由此排泄燃料箱中的压力，从而便于继续加燃料。
[0032] 根据本公开的另一方面，提供了一种燃料阻止系统，其被配置用于停止加燃料过程并且在
用户界面产生警报信号。
[0033] 这种装置使得，在使用错误类型的燃料加燃料的意外情况下，将燃料类型参数
信号传输到FTIV的集成控制器，该集成控制器进而向FTIV的螺线管产生关闭信号，使得停止加燃料过程。
[0034] 根据本公开的主题，可以在燃料系统和燃料阀中单独地或以其各种组合来实现以下特征、设计和配置中的任何一个或多个：
[0035] ·燃料液位传感器可以是装配在燃料箱的壁上的接近度传感器，并且被配置用于响应于燃料液位来判定在燃料箱内可移位的浮子构件的接近度，并且燃料液位传感器被配置用于产生相应的燃料液位信号并且将所述信号传输到FTIV的集成控制器；
[0036] ·例如，接近度传感器可以是超声传感器；
[0037] ·例如，接近度传感器可以是
气动压力传感器；
[0038] ·浮子构件在燃料箱内可移位并且可被限制以在燃料箱内轴向移位，其中接近度传感器被配置用于检测布置在浮子构件上的目标元件的距离；
[0039] ·燃料液位传感器可以是布置在燃料箱处的
光学传感器，其被配置用于检测燃料箱内的燃料表面液位并且产生相应的燃料液位参数信号并将所述信号传输到FTIV的集成控制器；
[0040] ·翻转检测装置可以是与燃料箱相关联的翻转传感器，并且因此被配置为向FTIV的集成控制器传输翻转参数信号。翻转检测装置可以是与FTIV关联的翻转传感器；
[0041] ·翻转检测装置可与燃料液位感测系统集成；
[0042] ·翻转检测装置可以是配置有如下的基本直立延伸的传感器壳体：目标元件，该目标元件响应于施加于其上的重力在传感器壳体内可移位；以及检测器，其被配置用于在目标元件从检测器移位超过预定的距离或时间跨度的情况下，向FTIV的集成控制器产生翻转参数信号；
[0043] ·翻转检测装置可以包括目标元件，其铰接在浮子壳体内可移动的浮子构件上，以及检测器，其被配置用于检测浮子的移位超过预定距离，由此当目标元件离开检测器超过预定的距离时，产生翻转参数信号并且将其传输到FTIV的集成控制器；
[0044] ·根据一个示例，目标元件可以是
活塞，其在传感器壳体内可移位并且被偏置从而相对于所述检测器呈现相对位置，由此作用在活塞上的倒置的重力导致其离开检测器，检测器进而向FTIV的集成控制器产生翻转参数信号；
[0045] ·根据另一个示例，检测器可以安置在传感器壳体的井状底部，其配置有锥形横截面并且容纳球体形式的目标元件，该目标元件通常被配置为在重力作用下停留在所述锥形部分内。然而，在翻转或极端
离心力的情况下，球体从井状部移位，导致其离开检测器，该检测器进而向FTIV的集成控制器产生翻转参数信号；
[0046] ·防栓塞机构的压力感测机构可以包括在与燃料箱流动连通的FTIV的腔室内可移位的偏置活塞以及与所述活塞相关联的
定位传感器；由此通过腔室的流体流量超过预定阈值导致活塞抵抗偏置效应从其正常位置移位，导致产生流动参数信号，该参数信号被传输到FTIV的集成控制器，响应于此，向螺线管产生打开信号；
[0047] ·防栓塞机构的流体流动感测机构可以是与FTIV的腔室连通地延伸的控制空间，所述FTIV的腔室与燃料箱流动连通，所述控制腔室通过文氏管孔口与FTIV的腔室流动连通，并容纳流体流量传感器，所述流体流量传感器被配置成响应于所述控制腔室内的流体流动增加而产生流动参数信号，所述流动参数信号被传输到FTIV的集成控制器，响应于此，向螺线管产生打开信号；
[0048] ·燃料类型参数信号可以通过例如被配置用于测量燃料参数(如
颜色、透明度、光反射等)的光学传感器产生；
[0049] ·燃料类型参数信号可以通过例如被配置用于测量燃料参数(例如
密度、声反射等)的声学(例如，超声)传感器产生；
[0050] 根据本公开的主题的具有集成螺线管和集成控制器的FTIV提供了多个优点，即：
[0051] ·减少燃料系统的整体电功率消耗；
[0052] ·减少燃料系统部件散发的热量；
[0053] ·改进了从燃料箱到碳罐的流体流动通道的打开/关闭控制。
[0054] 除上述以外，并且根据本公开的主题的第一方面，提供了一种燃料箱隔离阀(FTIV)，其被配置成与燃料系统的燃料箱和碳罐流体流动连通地布置，所述FTIV包括集成控制器和联接到阀的螺线管，该螺线管在常闭位置和打开位置之间可移动，在所述常闭位置，阀关闭并且阻止通过经过FTIV的第一流路而流体连通，在所述打开位置，阀打开并且允许通过所述第一流路而流体连通，所述集成控制器被配置用于响应于从与燃料箱相关联的一个或多个传感器接收的参数信号，产生送往螺线管的致动信号。
[0055] 例如，来自车辆的功率源的功率消耗由集成控制器来调节。
[0056] 此外或可替选地，例如，所述参数信号表示需要或期望关闭阀的燃料箱境况。例如，所述螺线管被配置成响应于所述集成控制器接收所述致动信号而移动到所述关闭位置。例如，所述螺线管被配置成通过其致动而移动到所述关闭位置，并且其中所述致动信号使得所述螺线管被致动。可替选地，例如，所述螺线管被配置用于通过停止其致动而被动地移动到所述关闭位置，并且其中所述致动信号使得所述螺线管被禁用。
[0057] 此外或可替选地，例如，FTIV还限定第二流路并且包括常闭式旁通阀，该旁通阀被配置为通过打开旁通阀来越过第一流路，以使得能够在真空和超压中的至少一者的预定的阈值条件下使燃料箱通气。例如，所述旁通阀被配置成响应于FTIV的燃料箱侧处的压力变化超过预定压力阈值界限而打开所述第二流路，由此促进燃料箱和碳罐之间的流体流动。
[0058] 根据本公开的主题的第二方面，提供了一种与燃料系统一起使用的感测系统，所述感测系统包括根据本公开的主题的前述第一方面所定义的FTIV，并且还包括与燃料系统的燃料箱相关联的至少一个所述传感器。
[0059] 例如，至少一个所述传感器包括燃料液位传感器，所述燃料液位传感器被配置用于产生与箱内的燃料液位对应的燃料液位参数信号形式的所述参数信号，所述燃料液位传感器被配置用于将所述燃料液位参数信号传输到FTIV的所述集成控制器，该集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号。例如，所述燃料液位参数信号的最大值对应于所述箱中的期望最大所述燃料液位。
[0060] 此外或可替选地，例如，感测系统还被配置用于独立于所述FTIV而将所述燃料液位参数信号传输到中央控制器。
[0061] 此外或可替选地，例如，所述燃料液位传感器包括接近度传感器，该接近度传感器被配置为装配在燃料箱的壁处，并且还被配置为响应于燃料液位来判定在燃料箱内可移位的浮子构件的接近度，燃料液位传感器还被配置用于产生相应的所述燃料液位参数信号并且用于将所述燃料液位参数信号至少传输到所述FTIV的所述集成控制器。例如，所述接近度传感器包括超声传感器或气动压力传感器。此外或可替选地，例如，浮子构件包括定位成与接近度传感器轴向配准的目标元件，该浮子构件被配置成在燃料箱内沿轴向可移位，并且其中接近度传感器被配置用于判定到所述目标元件的距离。
[0062] 此外或可替选地，例如，所述燃料液位传感器包括光学传感器，所述光学传感器被配置为被附接到燃料箱并且被配置用于检测燃料箱内的燃料表面液位，所述燃料液位传感器还被配置用于产生相应的所述燃料液位参数信号并且用于将所述燃料液位参数信号至少传输到所述FTIV的所述集成控制器。
[0063] 此外或可替选地，例如，至少一个所述传感器包括翻转检测传感器，该翻转检测传感器被配置为对应于翻转事件产生以翻转参数信号形式的所述参数信号，所述翻转检测传感器被配置用于将所述翻转检测参数信号传输到所述FTIV的所述集成控制器，所述集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号。例如，所述翻转检测传感器包括基本直立延伸的传感器壳体，该传感器壳体配置有：目标元件，该目标元件响应于施加于其上的重力在传感器壳体内可移位；以及检测器，该检测器被配置用于响应于目标元件从检测器移位超过离检测器预定距离或持续超过预定时间跨度的一段时间，向集成控制器产生所述翻转检测参数信号。例如，所述目标元件包括活塞，该活塞沿着移位轴线在传感器壳体内可移位并且被偏置，从而当所述移位轴线与重力方向对准时相对于所述检测器呈现基准位置，并且其中当对应于翻转状态所述移位轴线相对于重力方向成
角度地移位时，目标元件从检测器移位。可替选地，例如，所述传感器壳体包括井状底部，并且其中所述检测器被安置在所述井状底部处，所述井状底部配置有凹形内表面并且容纳目标元件，该目标元件为球体的形式，其通常被配置为在重力的影响下在所述内表面中呈现基准位置，其中响应于作用在所述翻转检测传感器上的翻转或极端离心力事件，该目标元件从基准位置并且因此从检测器移位。可替选地，例如，所述凹形内表面呈截头锥形表面的形式或呈球体表面的一部分的形式。
[0064] 此外或可替选地，例如，所述翻转检测传感器包括：目标元件，其铰接在浮子构件上，该浮子构件在浮子壳体内可移位；以及检测器，其被配置为检测浮子从其移位超过预定距离，其中所述检测器被配置用于响应于目标元件从检测器移位超过离检测器预定距离，而向集成控制器产生所述翻转检测参数信号。
[0065] 此外或可替选地，例如，感测系统包括至少两个所述传感器，所述至少两个所述传感器包括至少一个所述燃料液位传感器和至少一个所述翻转检测传感器。
[0066] 此外或可替选地，例如，至少一个所述传感器包括目标压力传感器，该目标压力传感器被配置用于产生与目标压力检查事件对应的目标压力保持参数信号形式的所述参数信号，所述目标压力传感器被配置用于将所述目标压力保持参数信号传输到FTIV的所述集成控制器，所述集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号，据此，在目标压力检查期间监测燃料箱内的压力。
[0067] 此外或可替选地，例如，至少一个所述传感器包括栓塞传感器，该栓塞传感器被配置用于产生与栓塞事件对应的栓塞参数信号形式的所述参数信号，所述栓塞传感器被配置用于响应于随燃料箱发生的栓塞事件而将所述栓塞参数信号传输到FTIV的所述集成控制器，其中所述集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号，由此便于继续加燃料。例如，所述栓塞传感器包括在FTIV的腔室内可移位的偏置目标活塞，所述腔室被配置成当与燃料箱连接时与燃料箱流体连通，并且还包括与所述目标活塞相关联的定位传感器，因而通过腔室的流体流量超过预定阈值导致压力增加，并且活塞抵抗偏置效应从其正常位置的移位使得产生栓塞参数信号，其被传输到FTIV的集成控制器，响应于此，向螺线管产生打开信号。例如，所述栓塞传感器包括控制空间，所述控制空间与FTIV的腔室连通，在感测系统的操作中FTIV与燃料箱流动连通，所述控制腔室通过文氏管孔口与FTIV的腔室流动连通，并且容纳压力传感器，该压力传感器被配置用于响应于通过腔室的流体流量超过预定阈值产生以压力参数信号形式的栓塞参数信号，其中所述栓塞参数信号被传输到FTIV的集成控制器，响应于此，向螺线管产生打开信号。
[0068] 此外或可替选地，例如，至少一个所述传感器包括燃料篡改传感器，该燃料篡改传感器被配置用于产生与用不正确燃料加燃料事件对应的燃料篡改参数信号形式的所述参数信号，所述燃料篡改传感器被配置用于响应于不正确燃料被提供给燃料箱，而将所述燃料篡改参数信号传输到FTIV的所述集成控制器，其中所述集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号，由此终止加燃料。例如，所述燃料篡改传感器包括光学传感器，该光学传感器被配置用于测量从包括以下的组中选择的至少一个燃料参数：颜色、透明度、光反射
质量；其中所述燃料篡改传感器还被配置用于将所述至少一个燃料参数与用于正确燃料的相应燃料参数的值的基准范围进行比较，并且响应于所述至少一个燃料参数在值的所述基准范围之外而提供所述关闭信号。例如，所述燃料篡改传感器包括声学传感器，该声学传感器被配置用于测量从包括以下的组中选择的至少一个燃料参数：燃料密度、声反射质量；其中所述燃料篡改传感器还被配置用于将所述至少一个燃料参数与用于正确燃料的相应燃料参数的值的基准范围进行比较，并且响应于所述至少一个燃料参数在值的所述基准范围之外而提供所述关闭信号。此外或可替选地，例如，所述燃料篡改传感器包括超声传感器。此外或可替选地，例如，感测系统还被配置用于响应于将所述燃料篡改参数信号传输到FTIV的所述集成控制器，而在用户界面处产生报警信号。
[0069] 根据本公开的主题的第三方面，提供了一种燃料系统，该燃料系统包括燃料箱和碳罐，并且还包括与其一起使用的感测系统，该感测系统包括如本文根据本公开的主题的前述第一方面所定义的FTIV，并且该FTIV安置成与燃料箱和碳罐流体流动连通，该感测系统如本文根据本公开的主题的前述第二方面所定义。
[0070] 例如，燃料系统还包括中央控制器，该中央控制器被配置用于向所述集成控制器提供打开信号，从而使螺线管响应于此而移动至打开位置，其中所述致动信号被配置用于超驰所述打开信号并且由此使螺线管移动至打开位置。例如，中央控制器由装配有燃料系统的车辆提供。
[0071] 此外或可替选地，例如，所述中央控制器被配置为在开始针对燃料系统的加燃料过程时向所述FTIV提供所述打开信号。
[0072] 此外或可替选地，例如，所述中央控制器被配置用于在燃料系统内执行目标压力检查。
[0073] 此外或可替选地，例如，所述打开信号响应于用户的预定动作而产生，由此使得所述螺线管能够移动到打开位置，由此能够在燃料系统的燃料盖被移除之前降低燃料箱内的压力。例如，所述预定动作包括以下中的至少一个：打开合适的命令开关；打开通常盖住燃料盖的燃料盖门。
[0074] 根据本公开的主题的第四方面，提供了一种包括燃料系统的车辆，燃料系统如本文根据本公开的主题的前述第三方面所定义。
附图说明
[0075] 为了更好地理解本文公开的主题并且举例说明如何在实践中实施它，现在将仅通过非限制性实例参考附图来描述示例，其中：
[0076] 图1A是根据本公开的主题的第一示例的燃料系统的示意图；图1B是根据本公开的主题的第二示例的燃料系统的示意图；
[0077] 图2A和图2B分别是根据本公开的主题的示例的燃料箱隔离阀(FTIV)的立体顶视图、前视图和后视图；图2C是根据本公开的主题的示例的FTIV的螺线管部分和集成控制器的纵向视图；图2D是根据本公开的主题的示例的FTIV的旁路部分的分解等距视图；
[0078] 图3A示出了在螺线管的常闭状态下在燃料箱和碳罐之间延伸的FTIV的流路；图3B示出了在螺线管的激活的打开状态下在燃料箱和碳罐之间延伸的FTIV的流路；
[0079] 图4A是根据本公开的接近度燃料液位感测系统的示意图；图4B是根据本公开的主题的声学燃料液位感测系统的示意图；图4C是根据本公开的主题的光学燃料液位感测系统的示意图；图4D是根据本公开的主题的气动燃料液位感测系统的示意图；
[0080] 图5A是翻转检测装置的第一示例的示意图；图5B是翻转检测装置的第二示例的示意图；图5C是翻转检测装置的第三示例的示意图；
[0081] 图6A是根据本公开的主题的第一示例的目标压力系统的示意图；图6B是穿过配置有根据本公开的主题的第二示例的目标压力传感器的FTIV的纵截面；
[0082] 图7A是穿过配置有根据本公开的防栓塞系统的第一示例FTIV的纵截面；图7B是穿过配置有根据本公开的主题的防栓塞系统的第二示例的FTIV的纵截面；和[0083] 图8A至图8C是示出根据本公开的主题的FTIV分别在三个电输入处的电功率消耗[伏]-时间[ms]。
具体实施方式
[0084] 首先注意图1A，其示意性地示出了根据本公开主题的第一示例的燃料系统(总体标记为10)，该燃料系统包括配备有一个或多个(尽管通常为几个)传感器14的燃料箱12，该传感器14与燃料箱12相关联。总体标记为16的燃料箱隔离阀(FTIV)通过第一流路20A和/或第二流路20B选择性地安置在燃料箱12与碳罐18之间，如将在本文中变得更清楚。
[0085] FTIV 16包括：常闭螺线管组件24，其选择性地打开第一流路20A；以及集成控制器28，其接收由一个或多个传感器14产生的参数信号(有线或无线，如由虚线25示意性表示的)，进而向螺线管组件24产生以打开信号的形式的致动信号，从而选择性地打开燃料箱12和碳罐18之间的第一流路21A。集成控制器28还可以被配置为向螺线管组件24选择性地提供致动信号，从而选择性地关闭燃料箱12和碳罐18之间的第一流路21A。碳罐18通向大气。
[0086] 应注意的是，一个或多个传感器14可以装配在燃料箱12处和/或与燃料箱流体连通的燃料附件处或FTIV 16处和/或FTIV 16处。
[0087] 中央处理器30(例如中央控制器/车辆计算机)也与FTIV 16的集成控制器28通信，从而向FTIV16的集成控制器28产生打开信号(有线或无线，如由点划线29示意性表示的)，该集成控制器28进而向螺线管组件24产生打开信号。
[0088] 还要注意的是，设置在第二燃料流路21B处的旁通阀31被构造成在燃料箱12内压力超过预定真空或超压的情况下越过(override)FTIV 16。
[0089] 图1B示意性地示出了根据本公开主题的第二示例的燃料系统，总体标记为12'，其中与图1A中相同的元件用相同的附图标记加指示符“’”来表示。在该实例中，碳罐18'设置在燃料箱12'与FTIV组件15之间，并且其中经处理的燃料蒸气可通过出口17流向大气或另一
蒸汽处理装置(未示出)。该装置使得仅当常闭FTIV 16'打开时才有利于流体沿着第一流路21A'流过碳罐18'。第二流路21B'设有旁通阀31'。
[0090] 因此，在图1A和图1B的两个示例中，FTIV 16或16'被配置为布置成与燃料箱12或12'以及相应燃料系统的碳罐18或18'流体流动连通，其中FTIV 16或16'包括集成控制器28或28'以及螺线管组件24(包括联接到阀的螺线管)，该螺线管在常闭位置和打开位置之间可移动，在常闭位置，阀关闭并且防止通过经过FTIV的第一流路20A而流体连通，在打开位置，阀打开并且允许通过第一流路20A的流体联通。此外，集成控制器28或28'被配置用于响应于从与燃料箱相关联的一个或多个传感器14接收的参数信号而产生送往螺线管的致动信号。
[0091] 现在进一步参考图2A至图2D，其中示出了根据本公开的FTIV的特定示例，总体标记为40。FTIV 40包括壳体42，该壳体42包括：入口端口44，其用于通过流路线20A联接到燃料箱(图1中的12)；以及出口端口46，其用于通过流路20B连接到碳罐(图1中的18)。托架43被配置在壳体处以将壳体安装在合适的位置处。
[0092] 常闭螺线管组件48(在图2C中以及在图7A和图7B中以横截面看到)与壳体42集成并且包括密封
柱塞50，该密封柱塞50安置在入口端口44和出口端口之间的流路处，所述密封柱塞50通常通过
阀座52(图3A、图3B、图7A和图7B)的密封接合而被偏置成密封所述路径。螺线管组件48由控制器58控制，控制器58与安置在壳体42的顶部的控制器室60处的FTIV集成。数据端口56被配置用于联接到有线或无线通信装置以将参数信号传输到控制器。
[0093] FTIV40进一步配置有总体标记为64(在图2D的分解视图中看到)的常闭式旁通阀组件，该常闭式旁通阀组件被配置为越过螺线管组件48，用于在预定的真空和超压阈值条件下使燃料箱12通气。旁通阀组件64安置在在入口端口44和出口端口46之间延伸的流路之间，由此在FTIV的燃料箱侧的压力增加超过预定阈值的情况下，或者在FTIV的燃料箱侧的压力下降低于预定阈值的情况下，真空旁路阀组件64将打开，以促进燃料箱10与碳罐18之间的流体流动。
[0094] 根据本公开的主题的至少一些方面，燃料系统10可以设置有与其一起使用的感测系统，其中该感测系统包括至少一个传感器14。
[0095] 至少一个这种传感器14包括燃料液位传感器，该燃料液位传感器被配置用于产生与燃料箱内的燃料液位对应的燃料液位参数信号形式的参数信号，燃料液位传感器被配置为将燃料液位参数信号传输给FTIV 16的集成控制器18，FTIV 16的集成控制器18响应于此向FTIV 16的螺线管组件24提供关闭信号。
[0096] 现在转向图4A和图4D，其示出了前述燃料液位传感器的多个不同示例，在本文中也可以互换地称为燃料液位传感系统。在图4A中，燃料箱12包括燃料液位传感器，该燃料液位传感器包括接近度检测器72、目标元件74、浮动构件76和浮动壳体78。燃料箱12在其顶壁70处装配有接近度检测器72，该接近度检测器72被配置用于与装配在在浮动壳体78内可移动的浮动构件上的目标元件74配合，由此浮动构件76的移动被限制为在所述浮动壳体内的基本上轴向的移动。例如，接近度检测器72可以包括超声传感器或气动传感器。
[0097] 这种装置使得在加燃料过程中，随着燃料箱12内的燃料液位上升并且达到截止液位，即对应于“满箱”状态，目标元件74靠近接近度检测器72，结果是产生满液位参数信号并且将其直接传输给FTIV 40的集成控制器58。应理解，燃料液位参数信号可以以无线方式(例如RF传输，其中
编码器铰接到控制器)或通过经由数据端口56直接联接到控制器58的合适的接线被传输给控制器58。该装置如加以必要的变通，也同样适用于以下特征。
[0098] 一旦在控制器58处接收到满液位参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生关闭信号，由此燃料箱和碳罐之间的流路关闭。同样，也可以产生“满箱”信号并且将其传输给中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。
[0099] 图4B中公开的装置示出了前述燃料液位传感器的另一个示例，其包括安装在燃料箱的顶壁84处的声学传感器82。声学传感器82包括一个或多个超声发射源86和相应的声学检测器88。在加燃料期间，当燃料液位达到预定的“满箱”液位时，检测器88接收从燃料表面反射的指示所述液位的声学信号，由此产生相应的满液位参数信号并将其直接发送到FTIV40的集成控制器58。
[0100] 一旦在控制器58处接收到满液位参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生关闭信号，由此燃料箱和碳罐之间的流路暂时打开。同样，也可以产生“满箱”信号并将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。
[0101] 在图4C中示意性地示出了前述燃料液位传感器的另一个示例，其包括安装在燃料箱的顶壁94处的光学传感器92。光学传感器92包括一个或多个光发射源96和相应的光学检测器98。在加燃料过程中，当燃料液位到达预定的“满箱”液位时，检测器98接收从燃料表面反射的指示所述液位的光学信号，由此产生相应的满液位参数信号并将其直接传输至FTIV40的集成控制器58。
[0102] 一旦在控制器58处接收到满液位参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生关闭信号，由此燃料箱和碳罐之间的流路暂时打开。同样，也可以产生“满箱”信号并且将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。
[0103] 应该理解，声学和/或光学传感器以及实际上与根据本公开的FTIV结合使用的其它传感器可以被配置在燃料箱的一个或多个位置处。
[0104] 图4D的图示示出了以压力触发的满箱传感器形式的上述燃料液位传感器的另一个示例，其包括在燃料箱的顶壁部分102处延伸的
密闭空间100，所述空间100基本密封但是在底部具有开口。压力传感器104安置在所述密闭空间100内。
[0105] 在加燃料期间，当箱中的燃料液位达到预定的“满箱”液位时，上升的燃料引起密闭空间100内的压力增加，由此压力检测器104产生指示所述液位的满液位参数信号，由此信号将被直接传输至FTIV 40的集成控制器58。
[0106] 一旦在控制器58处接收到满液位参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生关闭信号，由此燃料箱与碳罐之间的流路暂时打开。同样，也可以产生“满箱”信号并将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。可选地，至少一个这种传感器14包括燃料篡改传感器，该燃料篡改传感器被配置用于产生与用不正确燃料加燃料事件对应的燃料篡改参数信号形式的参数信号，该燃料篡改传感器被配置为将燃料篡改参数信号传输至FTIV的集成控制器28，FTIV的集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号。
[0107] 进一步注意到，上文参照图4B和图4C所公开的配置，可以附加地或可替选地用于检测和确认使用了正确的燃料类型。例如，燃料篡改传感器包括光学传感器，该光学传感器被配置用于测量从包括以下的组中选择的至少一个燃料参数：颜色、透明度、光反射质量；其中燃料篡改传感器进一步被配置用于将燃料参数与用于正确燃料的相应燃料参数的值的基准范围进行比较，并且响应于燃料参数在值的基准范围之外而提供关闭信号。在另一个示例中，燃料篡改传感器包括声学传感器，该声学传感器被配置用于测量选自包含以下的组中的至少一个燃料参数：燃料密度、声反射质量；其中燃料篡改传感器进一步被配置用于将燃料参数与正确燃料的相应燃料参数的值的基准范围进行比较，并且响应于所测量的燃料参数在所述值的基准范围之外而提供关闭信号。这种使用可以提醒驾驶员燃料箱是否充有错误类型的燃料。可选地，至少一个这种传感器14包括翻转检测传感器(在本文中也可以被互换地称为翻转检测系统)，该翻转检测传感器被配置用于产生与翻转事件对应的翻转参数信号形式的参数信号，该翻转检测传感器被配置用于将翻转检测参数信号传输至FTIV的集成控制器28，FTIV的集成控制器28响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号。
[0108] 现在进一步关注图5A至图5C，公开了根据本公开主题的各方面的适合与FTIV结合使用的翻转检测传感器的多个示例。
[0109] 图5A中所示的第一翻转检测系统包括固定到固定平台(例如在FTIV 16的控制器室60的区域处)的直立延伸的筒形壳体110，所述壳体110在其底部配置有固定的检测器112和以目标活塞114形式的目标元件，该目标活塞114响应于施加到其上的重力在壳体110内滑动地移位并且被
螺旋弹簧116偏置，以与检测器112保持一定距离。只要目标活塞114在距离检测器112的预定距离阈值内，就不会产生信号。
[0110] 此外，目标活塞114可沿着移位轴线113在传感器壳体110内移位并且被偏置从而当移位轴线113与重力方向对齐时相对于检测器112呈现基准位置，并且其中当移位轴线113对应于翻转状态相对于重力方向成角度地移位时，目标元件114从探测器112移位。
[0111] 因此，在车辆以等于或超过车辆的临界倾斜角度翻转的翻转事件中，移位轴线113变得相对于竖直位置(即，相对于重力方向)相应地倾斜，并且作用在目标活塞114上的重力使其在壳体110内沿远离检测器112的方向移位，导致检测器112产生翻转参数信号，该翻转参数信号直接被传输至FTIV 40的集成控制器58。这样的临界角度倾斜可以被认为是车辆仍然可以返回到稳定的非翻转位置(通常是水平取向)的最大临界角度倾斜。
[0112] 一旦在控制器58处接收到翻转参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生信号，由此燃料箱与碳罐之间的流路暂时被打开。同样地，也可以产生“满箱”信号并将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。
[0113] 图5B的装置公开了所述的翻转检测系统的变型，其包括固定到固定平台的直立延伸的筒形壳体120，所述壳体120在其底部配置有井状部分122和安置在井状部分122下方的固定的检测器124。该井状底部配置有凹形内表面并且容纳呈球形目标元件126形式的目标元件。在该示例中，凹形内表面呈截头锥形表面的形式，但是也可以呈例如球体表面的一部分的形式。
[0114] 球形目标元件126通常停靠在井状部分122的底部，非常靠近检测器124。只要球形目标元件126安置在井状部分内，就不会产生信号。
[0115] 然而，在车辆的翻转事件或其它临界角度倾斜的情况下，作用在球形目标元件126上的重力使其在壳体120内沿远离检测器124的方向移位，导致检测器124产生翻转参数信号，该翻转参数信号直接被传输至FTIV40的集成控制器58。
[0116] 一旦在控制器58处接收到翻转参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生信号，由此燃料箱与碳罐之间的流路暂时打开。同样，也可以产生“满箱”信号并也将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。
[0117] 在图5C中还示出了翻转检测系统的示例，其中燃料箱的顶壁部分130装配有检测器单元132。在所述检测器132的下方，在燃料箱内，配置有承载管状浮子
轴承壳体134，该壳体134容纳在壳体134内轴向可移位的浮子构件136。轻偏置弹簧138安置在壳体的底壁与浮子之间，且目标元件140安置在浮子136的顶部。
[0118] 该装置使得只要车辆和具有壳体134的燃料箱处于基本直立位置，浮子136和固定到其上的目标元件140就与检测器132相距预定距离。然而，在车辆翻转或临界角度倾斜的情况下，作用在浮子构件136上的重力与弹簧136一起引起浮子构件136在壳体134内沿朝向检测器132的方向轴向移位，导致稍后产生翻转参数信号，该翻转参数信号直接被传输至FTIV 40的集成控制器58。
[0119] 一旦在控制器58处接收到翻转参数信号，控制器58就向螺线管组件48产生信号，由此燃料箱和碳罐之间的流路暂时打开。同样，也可以产生“满箱”信号并且也将其传输到中央计算机30，例如，用于在仪表板处提供相应的指示。可选地，至少一个这种传感器14包括目标压力传感器，该目标压力传感器被配置用于产生与目标压力检查事件对应的目标压力保持参数信号形式的参数信号，目标压力传感器被配置用于将目标压力保持参数信号传输至FTIV的集成控制器，FTI的集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号，于是在目标压力检查期间监测燃料箱内的压力。
[0120] 在图6A和图6B中，示出了这种目标压力传感器装置的示例，该目标压力传感器装置被配置用于当车辆的中央处理器执行一些测试时确定燃料箱内的正确压力阈值，即，从而确定燃料箱在压力之下没有
泄漏。
[0121] 在图6A中，目标压力传感器140集成在与本文此前公开的FTIV类似的总体标记为142的FTIV内。然而，应理解，目标压力传感器也可以配置在其它位置，例如，在沿着入口管段144的位置处，在入口室146处等。同样地，目标压力传感器150可以配置在燃料箱的壁部
152处(图6B)。
[0122] 该装置使得将激活信号从中央控制器/计算机30传输到集成控制器28，由此常闭螺线管现在处于打开状态。然后控制器将关闭，从而达到燃料箱内的目标压力，并且压力传感器便于目标压力检查，即用于确认在检查期间维持燃料箱中的所述目标压力。
[0123] 然而，应理解的是，FTIV不调节燃料箱内的压力，而是用于建立燃料箱内的预定压力阈值，使得可以在一段时间内测量目标压力，从而检测由于燃油系统泄漏而引起的压力下降。
[0124] 因此，相应的目标压力传感器(例如140；150)测量检查时随时间推移的压力，并且传输目标压力参数信号，该目标压力参数信号直接被传输至FTIV 40的集成控制器58，使集成控制器58关闭从而维持计算机执行压力检查所需的目标压力。
[0125] 可选地，至少一个这种传感器14包括栓塞传感器，该栓塞传感器被配置用于产生与栓塞事件对应的栓塞参数信号形式的参数信号，该栓塞传感器被配置用于响应于随燃料箱发生的栓塞事件将栓塞参数信号传输至FTIV的集成控制器，其中集成控制器响应于此向FTIV的螺线管提供关闭信号，于是促进继续加燃料。
[0126] 因此，根据本公开的主题的FTIV的又一个可选特征是这种栓塞传感器，在本文中也可以被互换地称为防栓塞系统或者作为防栓塞感测机构。
[0127] 本文中的“栓塞”是指在快速加燃料过程中可能发生的情况，其中从燃料箱流出的大量空气/燃料蒸气引起阀浮子沿向上方向漂移，导致阀关闭，并且因此导致提早(即，在燃料箱加满之前)中止加燃料。
[0128] 在图7A中示出了根据第一示例的防栓塞系统，并且该防栓塞系统包括FTIV(该FTIV总体标记为160，类似于前述示例)，并且还配置有目标活塞162，该目标活塞162在由FTIV 160的入口端口44限定并且与燃料箱(未示出)流体连通的腔室内可移位。目标活塞162被
螺旋弹簧164沿着箭头166的方向偏置。位置检测器(传感器)170被固定在入口端口的位置处。
[0129] 该装置使得当腔室内(即入口端口44)的压力增加时，目标活塞162克服弹簧164的偏置作用(即，沿与箭头166的方向相反的方向)从其正常位置移位，导致产生压力参数信号，该压力参数信号被传输至FTIV160的集成控制器42，响应于此，向螺线管48产生打开信号，导致燃料箱内的压力下降，由此加燃料得以连续。
[0130] 因此，防栓塞系统确保了，在燃料箱处(以及相应地在FTIV处)的压力增加超过预定水平的情况下，产生以压力参数信号形式的栓塞参数信号并且该栓塞参数信号被传输至集成控制器，该集成控制器进而向螺线管产生打开信号，由此从燃料箱排出压力，从而便于继续加燃料。
[0131] 图7B的示例公开了一种不同的防栓塞检测机构，其中控制腔室171从入口端口44突出并且限定与由FTIV174的入口端口44限定的入
口腔室流动连通的控制空间172，所述入口端口44当与燃料箱(未示出)连接时与燃料箱流体连通。控制空间172通过文氏管孔口178与入口腔室流动连通，所述控制腔室171进一步配备有压力传感器180，该压力传感器180被配置成响应于在快速加燃料和相应的快速燃料蒸汽流过入口端口44时可能出现的控制腔室171内的压力下降而产生以压力参数信号的形式的栓塞参数信号。压力参数信号进而被传输至FTIV 174的集成控制器42，响应于此，向螺线管48产生关闭信号，导致如本文以上描述的燃料箱内的流量减小。
[0132] 现在转到图8A至图8C，图8A至图8C示出了表示根据本公开的主题的FTIV的集成控制器的电气性能的三个曲线图，表示由车辆电池提供的三个典型功率输入[伏]下的特定性能示例，其中图8A表示9伏输入，图8B表示12伏输入，并且图8C表示16伏输入，分别由线190A、线190B和线190C表示。然而，如在三个图中所看到的，用于打开螺线管的实际输出功率基本恒定在14伏(分别为线190A、线190B和线192C)，并且该功率消耗的持续时间仅为约
200ms。
[0133] 尽管燃料箱内存在高压，但这种装置可以提供FTIV的有效打开(这被称为减压)。然而，一旦螺线管打开，FTIV内的压力就平衡，然后，在大约200ms后，只要FTIV保持打开状态，电力输出就可以下降到约5伏。由于保持螺线管打开不需要克服任何显著的力(与初始打开即当燃料箱被加压时相反)，因此大约5伏的功率输出将会足够。
[0134] 上面公开的装置具有功耗较低和减少致热的优点。
