技术领域
[0001] 本
发明涉及具有从
过滤器元件到新鲜
空气过滤器的连接管路的
燃料箱。
背景技术
[0002] 燃料箱通常具有多个管路，诸如，例如仅列举几个例子，如注入管、排气管和从过滤器元件到新鲜空气过滤器的连接管路。这些具有相关管路系统的燃料箱已经广为人知，因此在此处不对它们进一步详细地考查。
[0003] 例如，过滤器元件被实施为
活性炭过滤器，并且例如从
燃料气体中过滤
碳氢化合物，以便这些碳氢化合物不能进入周围环境中。例如，出于此目的，过滤器元件被布置在内燃
发动机的燃料箱与新鲜空气过滤器之间。
[0004] 例如，在美国
专利7481101B1中公开了具有相关管路系统的燃料箱。包括控制
阀和旁路的
真空产生
泵(vacuum-generating pump)模
块被布置在
活性炭过滤器与大气之间。在
控制阀内制造孔。在被称为“关闭状态”的状态下，周围环境通过孔中的一个与活性炭过滤器的入口侧连接。另一方面，在“开启状态”下，活性炭过滤器通过另外一个孔与泵侧连接。因此封闭系统是打开的，不管控制阀处于其关闭状态或开启状态。
[0005] 美国专利5651349也涉及具有相关管路系统的燃料箱，美国专利5651349特别涉及监测排气系统的方法和排气系统本身。活性炭过滤器在一端连接到燃料箱，在另一端连接到内燃发动机。为了能够允许空气进入活性炭过滤器，阀被布置在活性炭过滤器上。
[0006] 燃料箱或对应的系统经过
泄漏试验，特别是在制造成的
机动车辆完工时。这个试验被包括在所谓的“离线前试验”中，即作为机动车辆被制造商最终接受的整体部分。在具有连接的(管路)系统的燃料箱的检查中，连接管路从过滤器元件分离。外部压
力产生装置被连接到过滤器元件，从而可以进行相应的压力测试，其指示燃料箱或相应的管路系统是否有任何泄漏。这种压力测试已经公知。如果未检测到泄漏，连接管路应该被再次连接到过滤器元件，从而仅被过滤的新鲜空气能够进入燃料箱。
[0007] 尽管在机动车辆工业中引入并实行了
质量保证体系，然而，由于人为疏忽，可能发生在成功完成压力测试后连接管路没有被重新连接到过滤器元件。在这种情况下，在机动车辆和内燃发动机的正常运行下，未被过滤的新鲜空气能够通过过滤器元件进入燃料箱。例如，由于没有到新鲜空气过滤器的连接，因此液体或固体可能进入燃料箱。这种污染显然被认为是特别有害的。
发明内容
[0008] 因此，本发明的目的是通过简单的装置改进上述类型的燃料箱，从而即使在进行其压力试验以后总能确保过滤器元件到新鲜空气过滤器的连接，而不需要任何特殊措施。
[0009] 根据本发明此目的通过具有本发明
实施例的特征的燃料箱实现，其中诊断阀布置在过滤器元件与新鲜空气过滤器之间，诊断阀包括操作口和诊断口，操作口在操作
位置形成操作气体的通道，诊断口在诊断位置可以连接到外部压力产生装置并在诊断位置形成到过滤器元件的诊断通道。
[0010] 重要的是，为了所谓的“离线前试验”，诊断阀不是仅被额外地安装在过滤器元件与新鲜空气过滤器之间。关于本发明诊断阀被不变地(即永久地)布置在过滤器元件与新鲜空气过滤器之间，并且在压力试验之前安装，压力试验之后不再去除。这保证了连接管路不再被从过滤器元件分开以进行压力试验，这有利地用来确保流过新鲜空气过滤器并之后被过滤的新鲜空气进入燃料箱。更有利的是当必要时通过永久地布置或安装诊断阀，简单地通过将外部压力产生装置连接到诊断阀来进行压力试验。例如，如果相应的监测设备表明故障和/或泄漏，在“离线前试验”之后要进行的泄漏试验可以是有必要的。这种压力试验可以在适当地装备过的车间进行。
[0011] 对于本发明的目的，有用的是如果诊断阀包含可以中等紧度地连接到连接管路的过滤器侧和新鲜空气过滤器侧的连接元件。诊断阀也可以通过其连接元件之一直接连接到新鲜空气过滤器相应的出口或过滤器元件相应的入口(相对新鲜空气流的方向)。
[0012] 在一个优选实施例中，连接元件被设计为插口式连接，它们的外圆周与连接管路或其它组件的相应的内圆周匹配，这取决于诊断阀所处的位置。
[0013] 因此在一个实施例(development)中，诊断阀能够容易地通过插入式连接永久地且中等紧度地连接到相应的组件，但是从那里是可拆的。为了确保每个连接是永久地且中等紧度但可拆的，可以设置如螺旋夹形式的加强元件。
[0014] 对于本发明的目的，有用的是诊断阀包含能够在壳体中从操作位置被带到诊断位置的
阀体/本体。阀体被牢固地保持在各自位置的合适位置。
[0015] 在优选的实施例中，当在纵向剖面看时，阀体是圆柱形的，并且优选是固体设计，诊断口和操作口被制造在阀体中。
[0016] 在有利的实施例中，阀体包含底侧和与前者相对的顶侧。储能元件，优选是
弹簧元件的形式，被适当地布置在壳体的顶侧与端壁之间。在底侧伸出壳体的连接延伸部分被布置在底侧。
[0017] 在操作位置，操作口被布置成与两个连接元件排成直线，并且通道开口分别布置在它们每个之中。在优选实施例中，操作口可以直线地制造在阀体中，即与中
心轴横切。如果相对的连接元件都以同样的高度被布置在壳体上，则这是合适的。然而，将每个相对的连接元件相互以不同的高度(即相互之间垂直偏移)布置也是可行的。在这个实施例中，可取的是为了形成操作气体的通道，操作口具有相应的斜的通道。
[0018] 为了进行压力试验，连接延伸部分被连接到外部压力产生装置。出于此目的，合适的管路元件的连接端可以滑到连接延伸部分。这么做，通过对抗储能元件的力阀体从操作位置被推入壳体内部进入诊断位置。一旦阀体到达诊断位置，合适的装置被用来将阀体牢固地固定在诊断位置。出于此目的，固定元件可以设置在管路元件上，固定元件与安装在壳体上的固定环相互作用，并且对抗储能元件的力或对抗弹簧力，牢固地将阀体保持在诊断位置的合适位置。此外，与在连接端上相应设计的配合元件相互作用的
基座紧固元件(firm-seating elements)还可以在外部被布置在连接延伸部分上。为了形成固定元件或其有效的固定区域的虚
锁定位置，固定环还可以在其表面上包含槽或类似的设置。
[0019] 诊断口包括两部分，其入口部分与出口部分结合。入口部分被布置成与阀体或诊断阀的中心轴平行并在中心。例如，出口部分在与中心轴成锐
角的位置邻接入口部分，并在阀体的外圆周处向外开启。另一方面，入口部分从阀体中引出通向连接延伸部分，并且在操作位置向外打开连通到周围环境。
[0020] 诊断口被设计成在操作位置防止到连接元件中的一个的
接触或连接。仅当阀体处于诊断位置时，诊断口被连接到朝向过滤器元件的连接元件和其通道开口。
[0021] 当外部压力产生装置被连接到诊断阀或连接到布置在阀体上的连接设备时，压力试验可以以已知的方式进行。
[0022] 一旦压力试验完成了，连接端被从连接设备移除，因此阀体通过储能元件的松弛或在弹簧力的作用下回到操作位置。为了将阀体精确地带入其操作位置，设置移动限制元件，其被安装在壳体的底侧并稍微延伸到壳体的内部，即向中心轴，从而形成基座台阶(seating step)，阀体的底侧倚靠在其上。在有利的实施例中，基座台阶被布置在固定环上，从而这有利地具有双重作用。一方面，固定环用来将阀体牢固地固定在诊断位置。另一方面在其上布置有基座台阶的固定环在操作位置用作阀体的支座。
[0023] 为了在操作位置和诊断位置密封壳体内圆周到阀体的外圆周，圆周槽设置在阀体上，其中，如O型密封环形式的密封元件被插入圆周槽中，它们的外部密封面顶住壳体的内圆周。例如，设置多个密封元件(和槽)，其被布置成在操作位置和诊断位置各自的相对连接元件和它们的通道开口在每种情况下被布置在相互之间的垂直间隔上的两个密封元件密封。因此从垂直方向看，各自的通道开口被布置在两个密封元件之间。
[0024] 由于诊断阀被永久地安装，本发明用来确保能够不需要从过滤器元件移除连接管路而进行压力试验，过滤器元件优选被实施为活性炭过滤器。这还避免了再次连接的需求，从而不需要任何特殊的措施就可能确保新鲜空气总是能到达燃料箱及其流过的管路系统，并在新鲜空气过滤器中被过滤，从而避免污染。
[0025] 根据另一方面，燃料系统包括将燃料箱
流体地连接到碳氢化合物过滤器元件的
蒸汽抽取管路(purge line)、位于碳氢化合物过滤器元件与大气之间的排气管、被布置在排气管内在排气管中的新鲜空气过滤器与碳氢化合物过滤器元件之间的阀，该阀具有将碳氢化合物过滤器元件与大气流体地连接的第一位置和将碳氢化合物过滤器元件与该阀的外部辅助输入连接流体地连接的第二位置。
[0026] 根据又一方面，提供控制排放控制系统的方法，该排放控制系统包括将燃料箱流体地连接到碳氢化合物过滤器元件的蒸汽抽取管路、位于碳氢化合物过滤器元件与大气之间的排气管、具有第一、第二和第三连接端口的阀，该阀被布置在排气管内在碳氢化合物过滤器元件与被布置在排气管的大气侧的新鲜空气过滤器之间。该方法包括，在第一操作模式期间，经由第二端口通过阀的来自碳氢化合物过滤器元件的蒸汽经由第一端口到大气，阀处于第一位置；以及在第二操作模式期间，经由第一端口通过阀的来自大气的新鲜空气经由第二端口到碳氢化合物过滤器元件，阀处于第一位置；其中阀包括用来流体地将第二端口与第三端口连接的第二位置。
附图说明
[0027] 在本发明实施例和下面的附图介绍中公开了本发明的进一步的有利的实施例，其中：
[0028] 图1显示了在操作位置的诊断阀的纵向剖面；
[0029] 图2显示了在诊断位置的图1中的诊断阀；
[0030] 图3显示了蒸汽存储模式中的燃料箱和相关管路系统；
[0031] 图4显示了蒸汽抽取模式中的燃料箱；
[0032] 图5显示了诊断模式中的燃料箱；
[0033] 图6显示了各种操作模式的
流程图；以及
[0034] 图7显示了诊断模式的流程图。
[0035] 在不同的附图中，相同部件通常具有同样参考号，因此这些一般仅描述一次。
具体实施方式
[0036] 图1显示了诊断阀1。例如，诊断阀1被布置在从新鲜空气过滤器(未显示)延伸到过滤器元件(未显示)的连接管路2中，过滤器元件优选被实施为活性炭过滤器。
[0037] 例如，在附图平面中的诊断阀1的左手侧上运行的连接管路2连接到新鲜空气过滤器，相对(右手)侧连接到过滤器元件。
[0038] 所述组件是具有内燃发动机的机动车辆的燃料箱和其管路系统的整体部分。例如，诊断阀1用来在燃料箱和相关系统上进行压力试验，作为所谓的“离线前试验”的部分。诊断阀1有利地永久地被安装并在压力试验后不移除。
[0039] 诊断阀1具有壳体3，阀体4被布置在壳体3中。在所示的纵向剖面中，壳体3具有带有顶构件5和两个U形腿6、7的U形结构。在与顶构件5相对的底侧，壳体3是打开的。
[0040] 顶构件5还可以称为顶侧5。
[0041] U形腿6布置在诊断阀1的新鲜空气过滤器侧，U形腿7朝向其过滤器元件侧。在新鲜空气过滤器侧，第一连接元件8被布置在U形腿6上，第二连接元件9被布置在相对的过滤器元件侧。例如，两个连接元件8和9被实施为插口式连接8和9，到相应部分的连接管路2被中等紧度地连接在插口式连接8和9上。图1和图2中可分辨的间隙是被放大的，在实际中不存在。
[0042] 连接元件8和9被布置成在附图平面中指示的垂直方向(箭头11)相互之间具有高度偏移，这表示相对于顶侧5，连接元件9被布置成比连接元件8低。
[0043] 固定环12被布置在壳体3的底侧，其朝向中心轴并且远离此处伸出壳体壁，以便固定表面13形成在外侧，基座台阶14在内侧。
[0044] 例如，操作口或操作通路16和诊断口或诊断通路17被布置在阀体4中，阀体4被设计为圆柱形实心体。在底侧，阀体具有直径比阀体4直径小的连接延伸部分18。在示例性的实施例中，被实施为弹簧元件的储能元件19被布置在阀体4的顶侧5。储能元件19或弹簧元件在另一边被连接到壳体3的顶构件5。
[0045] 在图1所介绍的示例性实施例中，诊断阀被示为处于其操作位置21。操作口16被布置成在操作位置21处形成从新鲜空气过滤器侧(第一)连接元件8到过滤器元件侧(第二)连接元件9的连接，即操作气体的通道22。例如，操作气体是被过滤的新鲜空气和燃料气体。由于两个连接元件8和9被布置成相互之间具有高度偏移，在所表示的剖面图中，操作口16对应地被设计为从顶侧5到底侧相对中心轴X斜着通过。
[0046] 诊断口17包括两部分23和24，即入口部分23和出口部分24，其中入口部分23并入出口部分24。入口部分23平行于贯穿连接延伸部分18到中心轴X被引入阀体4中。入口部分23被引入，其中心轴X1与中心轴X重合，即在中心进入诊断阀1或其阀体4。在底侧，即在连接延伸部分18裸露的端面26上，当诊断阀1位于操作位置时，入口部分23向周围环境打开。
[0047] 出口部分24被布置成相对中心轴X与入口部分23成角度，优选成锐角，并使用阀体4的外圆周上的开口孔27打开。
[0048] 圆周槽28被布置在阀体4的外圆周上，密封元件29被插入每个圆周槽中，并与槽的底部和壳体3的内壁紧接触。例如，三个槽28分别设置有一个密封元件29。在一个实施例中，密封元件29包括涂敷O型环或O型密封环。
[0049] 基座紧固元件31(例如槽或带齿的卡子元件(catch element))可以被布置在连接延伸部分18的外圆周上，其与在管路部分的连接端上相应的反向槽或反向卡子元件相互作用，用以将连接延伸部分18连接到外部压力产生装置。为了将阀体4保持在图2所表示的诊断位置32，与固定环12或其固定表面13相互作用的固定元件可以被布置在连接端。
[0050] 在诊断位置32，阀体4对抗储能元件19的力被推向壳体3的顶侧5，从而具有出口部分24或其开口孔27的诊断口17形成与过滤器元件侧(第二)连接元件9的连接。这样，通过诊断口17建立了从外部压力产生装置到过滤器元件等的连接，从而能够进行压力试验。在诊断位置32，如所示，操作口16不再与连接元件8或第二连接元件9或它们的通道开口有任何连接。
[0051] 诊断位置32通过上述以示例的方式引用的元件或组件被固定，直到完成压力试验。除了
指定的那些，其它组件也可以用来固定诊断位置。
[0052] 如从图1和图2所见的，槽28和密封元件29被布置成在各自位置21或32中的任一个，连接元件8和9中的通道开口被两个垂直邻接的密封元件29密封，以便形成诊断密封区域33或操作密封区域34中。在诊断位置32，阀体4的底侧或其裸露的端面由布置在其上的连接延伸部分18引导到壳体3的内部。
[0053] 如果从连接延伸部分18移除连接端，由于存储在储能元件19中的力，即优选是通过弹簧元件的放松，阀体4从诊断位置32回到操作位置21(图1)。此时基座台阶14有利地被布置在固定环12上，基座台阶实际上用作移动限制元件14并确保阀体4在其移动过程中被精确地限制在必要的操作位置21以便操作口16能够形成通道22。
[0054] 在操作位置21，诊断阀1可以永久地被保持布置在连接管路2中。有利的是由此压力试验也能够在“离线前试验”之外进行，即，例如对应于在机动车辆的使用寿命期间的相应警告。
[0055] 图3示意性显示了蒸汽存储模式中的燃料系统100。燃料系统100包括带有燃料注入管104的燃料箱102。与碳氢化合物过滤器元件108连接的蒸汽抽取管路106被连接到燃料箱102。碳氢化合物过滤器元件108具有到新鲜空气过滤器112的排气管110和到进气
歧管116和发动机118的抽取管路114。诊断阀120位于排气管110上在过滤器元件108与新鲜空气过滤器112之间。图1表示示例实施例，其中发动机118未运行并且在燃料箱102中产生的燃料蒸汽通过蒸汽抽取管路106被排到碳氢化合物过滤器元件108并通过排气管110排出到大气。碳氢化合物被过滤器元件108捕集。在这个特别的实施例中，诊断阀120处于其操作模式。
[0056] 图4示意性显示了蒸汽抽取模式中的燃料系统200。发动机118正在运行并且空气流过新鲜空气过滤器112和处于其操作模式的诊断阀120。空气移动通过碳氢化合物过滤器元件108并进入
进气歧管116和发动机118。被捕集在碳氢化合物过滤器元件108中的碳氢化合物被传递到发动机118中被燃烧。
[0057] 图5示意性显示了压力试验模式中的燃料系统300。发动机118未运行并且压力产生装置302已经被连接到诊断阀120。当诊断阀120被连接到压力产生装置302时，由于与压力产生装置302的相互连接，诊断阀120变换到其诊断位置。在一个示例中，压力产生装置302的物理插入(physical insertion)以物理地移动阀的位置的方式来接合诊断阀。在操作压力产生装置302时，被压缩的空气经过诊断阀并且进入燃料箱和相应的管路系统中。由此，能够检测到燃料箱和相应的管路系统中的泄露。
[0058] 图6是处理燃料系统中的蒸汽的各种模式的流程图。在步骤602处，评估发动机运行状态。在步骤604处如果发动机未运行，如图1所述，则在步骤606处，来自燃料蒸汽的碳氢化合物被储存在碳氢化合物过滤器元件中。如果发动机正在运行，则在步骤608处，评估燃料蒸汽抽取状态。如果蒸汽不需要被抽取，则在步骤606处，蒸汽被储存。如果燃料蒸汽需要被抽取，则在步骤610处发送
信号打开空气进气阀。如图2所述，在步骤612处，空气被传递通过新鲜空气过滤器和诊断阀到碳氢化合物过滤器元件和发动机。在步骤614处，评估蒸汽抽取状态，并且如果蒸汽抽取被完成，则在步骤616处关闭空气进气阀。
[0059] 图7描述了用诊断阀来执行压力试验的方法700。如果在步骤702处信号指示需要压力试验，则该方法在步骤704处被用户启动，在步骤706处，将外部压力产生装置连接到诊断阀的外部辅助输入连接。在步骤708处，这引起诊断口和连
接口连接到碳氢化合物过滤器元件。之后在步骤710处，能够用外部压力装置产生压力。在步骤712处，能够随后检测到燃料箱中或相关管路中的任何泄露，并且一旦压力试验被完成，在步骤714处可以移除外部压力装置。
