CN104487275A - 用于机动车的燃料箱装置,相应的机动车及运行燃料箱装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的燃料箱装置(1)，具有燃料箱(2)、与燃料箱(2)连接的加注管路(3)和燃料箱通风装置(6)，该燃料箱通风装置具有与燃料箱(2)连接的、带有燃料箱通风阀(9)的燃料箱通风管路(7)。在此规定，燃料箱通风装置(6)设置为既用于独立地也用于同时地通风燃料箱(2)和加注管路(3)。本发明还涉及一种机动车以及用于运行用于机动车的燃料箱装置(1)的方法。

Description

用于机动车的燃料箱装置,相应的机动车及运行燃料箱装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的燃料箱装置，具有燃料箱、与燃料箱连接的加注管路和燃料箱通风装置，该燃料箱通风装置具有与燃料箱连接的、带有燃料箱通风阀的燃料箱通风管路。本发明还涉及一种机动车以及一种用于运行燃料箱装置的方法。

背景技术

由现有技术已知了前述类型的燃料箱装置。其包括燃料箱，该燃料箱用于提供或临时存储用于机动车的内燃机的燃料。即，例如燃料箱通过燃料管路连接到内燃机。例如具有加注接管或设计为这种加注接管的加注管路用于把燃料尤其是通过机动车的驾驶员注入燃料箱。在现代的机动车中,燃料箱通常作为压力箱存在，即至少在机动车的运行期间具有压力，该压力与环境压力不同，即或者超过或者小于该环境压力。相应地，燃料箱在内燃机的运行期间必须密封或是气密的和耐压的。

然而，同时燃料箱的加注燃料或燃料箱中燃料必须能够通过加注管路实现通风。加注管路具有例如用于油枪等的容纳部。在加注燃料或填充期间，通常在燃料箱和燃料箱装置的外部环境或机动车的外部环境之间存在流动连接。因此，燃料箱必须在燃料注入之前通过加注管路或者已经在注入管路开放之前有针对性地通风，以便避免通常伴随着燃料逸出冲击性的通风。为此设置有燃料箱通风装置。其具有燃料箱通风管路，该燃料箱通风管路在流动技术上与燃料箱连接。在燃料箱通风管路中设置有燃料箱通风阀，借助于所述燃料箱通风阀可以阻止或者为了给燃料箱通风而放开燃料箱和外部环境之间的流动连接。通常，在燃料箱和外部环境之间的流动连接中存在过滤装置，该过滤装置例如具有活性炭过滤器。该过滤装置用于滤除来自燃料箱的在燃料箱通风时逸出的燃料-空气混合物中的燃料成分或烃。

在注入燃料时，机动车的驾驶员必须首先表示，其想把燃料注入燃料箱中。如果发生这种情况，则进行燃料箱以及加注管路的通风。只有当存在于燃料箱中和/或加注管路中的燃料箱内部压力低于确定的额定压力，例如25mbar时，则开放用于注入燃料的加注管路。这尤其通过开放燃料箱活门实现，燃料箱活门覆盖了封闭加注管路的燃料箱盖。可选地或附加地，可以规定燃料箱盖的开放。在燃料箱活门开放时，燃料箱活门可以从封闭位置被带到打开位置且随后把燃料箱盖从加注管路去除。在表示想要进行加油的意愿之后，驾驶员必须首先等待，直至燃料箱活门开放。随后驾驶员可以操纵该燃料箱活门和燃料箱盖用于开放加注管路。接着，驾驶员才可以对燃料箱加注燃料，例如通过插入和操纵油枪。这是一个费时的过程，其中还与在无压的燃料箱中常见的做法不同。这会导致不耐烦。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提出一种燃料箱装置，其不具有上述缺点，相反尤其实现了快速地接入加注管路用于把燃料注入到燃料箱中。

根据本发明，该任务借助于具有权利要求1所述的特征的燃料箱装置实现。在此规定，燃料箱通风装置设置为既用于独立地给燃料箱和加注管路通风，也用于同时给燃料箱和加注管路通风。即，燃料箱装置不仅用于燃料箱的通风，而且也用于加注管路的通风。这在上文中已经说明。然而目前为止始终进行燃料箱和加注管路的同时通风，因为它们通常在流动技术方面彼此连接。对燃料箱和加注管路同时通风的可能性应当继续提供。然而，在此还应该能够进行分开的或独立的通风。尤其应该能够通风加注管路，而不通风燃料箱，即中断燃料箱和外部环境之间的流动连接。

通过这种方式为机动车的驾驶员实现了迅速地接入加注管路，因为例如已经在加注管路完全或至少部分地通风时可以开放燃料箱活门，即便燃料箱仍具有超过期望的额定压力的燃料箱内部压力。尤其可以规定，在开始打开或解锁燃料箱活门时才开始加注管路的通风。然而在此如此进行通风，即，其已经完全封闭，直至燃料箱活门和燃料箱盖为了开放加注管路而通过驾驶员操纵或打开。直至开始真正的燃料加注过程，即把燃料通过加注管路注入到燃料箱中，才结束对燃料箱的通风。然而，这种通风至少部分地与操纵(驾驶员为了注入燃料必须进行该操纵)并行地进行，而不是像目前为止的情况那样前后相继地依次进行。相应地，驾驶员可以使用由具有无压的燃料箱已知的做法来加注燃料。

在本发明的一种有利的改进方案中，加注管路通过至少一个阀，尤其是多路阀，既可以在燃料箱通风阀的上游也可以在燃料箱通风阀的下游与燃料箱通风装置在流动技术方面连接。像已经描述的那样，燃料箱通风管路一方面与燃料箱连接，另一方面例如通过过滤装置与外部环境连接。燃料箱和外部环境之间的流动连接可仅借助于燃料箱通风阀形成或建立。为了实现对加注管路独立地或分开的通风，加注管路连接于燃料箱通风管路的这样一个位置处，该位置位于燃料箱通风阀下游。相应地，可以通过相应地调节阀或多路阀绕过燃料箱通风阀。因此，在这种设定中，阀和燃料箱通风阀彼此并联。

如果在阀的这种设置期间所述燃料箱通风阀被打开，则也可以同时为燃料箱和加注管路通风。另一方面，加注管路通过另一个阀或通过多路阀也连接在燃料箱通风管路的、位于燃料箱通风阀上游的某一位置。在这种设定时，所述另一阀或多路阀和燃料箱通风阀在流动技术方面串联连接。因此，可以仅当燃料箱通风阀放开了燃料箱和外部环境之间的流动连接时才对加注管路通风，从而执行对燃料箱和加注管路的同时通风。借助于所述阀或多路阀可以设定，加注管路和外部环境之间的流动连接是否延伸经过燃料箱通风阀，即可借助于该阀调节，或者流动连接是否绕过燃料箱通风阀导引。如果设置有多个阀，则它们可以共同地由唯一的调节装置操纵。该多路阀例如为3位2通阀(3/2-Wegeventil)。

在本发明的一种改进方案中，在第一连接管路中设置有节流元件，该第一连接管路连接在阀，尤其是多路阀上且在燃料箱通风阀的上游通入到燃料箱通风管路中。通过该第一连接管路也建立了阀和位于燃料箱通风管路的燃料箱通风阀的上游某一位置之间的流动连接。在该管路中应该存在节流元件，该节流元件相对于第一连接管路具有较小的流动横截面。通过这种方式实现了，燃料箱和加注管路的同时通风主要通过燃料箱进行，即存在于加注管路中的燃料-空气混合物首先流入燃料箱且随后流经燃料箱通风管路。

附加地或可选地可以规定，在第二连接管路中设置有止回阀，该止回阀仅允许从该阀向前指向的流动，该第二连接管路连接在所述阀，尤其是多路阀上并且在燃料箱通风阀的下游与燃料箱通风管路汇合，尤其是通入到燃料箱通风管路中。通过第二连接管路设置有绕过或桥接燃料箱通风阀。借助于第二连接管路可以把存在于加注管路中的燃料-空气混合物直接地，即不通过燃料箱通风阀输送到外部环境中，例如通过过滤装置。第二连接管路在其一侧与所述阀连接。在其另一侧上，第二连接管路与燃料箱通风管路汇合。这意味着，燃料箱通风管路和第二连接管路例如在其相应的延展上在流动技术方面彼此分开，然而在外部环境中或在过滤装置中就已经汇合。然而，为了实现短的管路长度和进而实现小的结构空间，第二连接管路优选通入到燃料箱通风管路。所述通入设计在燃料箱通风阀下游的某一位置。为了避免空气或燃料-空气混合物回流至加注管路中，在第二连接管路中存在止回阀。该止回阀仅允许从加注管路向外的，即从加注管路或所述阀开始通过第二连接管路朝外部环境的流动。

有利地可以规定，燃料箱通风管路在燃料箱通风阀下游通入到过滤装置中，尤其是活性炭过滤装置中。通过这种方式可以从由燃料箱或加注管路中逸出的燃料-空气混合物中去除燃料成分或包含燃料成分的烃，从而至少只要过滤装置的存储容量未耗尽，则只有空气组分到达外部环境中。当第二连接管路在过滤装置的上游通入到燃料箱通风管路中时，这种实施方式是特别有利的。可选地，除了燃料箱通风管路外还可以使在这种情况下与燃料箱通风管路分开的第二连接管路通入到过滤装置中。这种过滤装置优选作为活性炭过滤装置存在，即具有至少一个活性炭过滤器。

在本发明的另一种设计方案中，在流动技术方面在燃料箱和加注管路之间，尤其在加注管路通入燃料箱的入口处设置有截止阀。该截止阀用于中断或开放燃料箱和加注管路的至少一个区域(即加注管路朝向加注开口的侧面)之间的流动连接，通过该加注开口把燃料注入到燃料箱中。尤其优选整个加注管路借助于截止阀在流动技术方面可与燃料箱分开。为此，截止阀可以设置在入口处，加注管路在该入口处通入到燃料箱中。截止阀实现了完全与燃料箱无关地对加注管路进行通风。在给加注管路通风时，即在燃料箱中存在的燃料-空气混合物不能到达加注管路中以及经由该加注管路到达外部环境。相反，在燃料箱开始通风之前，加注管路可以完全通风。该截止阀例如设计为止回阀，然而也可以作为电子或机械连接的调节阀。

最后可以规定，加注管路在其背对燃料箱的那一侧可以通过燃料箱盖封闭，该燃料箱盖具有旋转闭塞件，该旋转闭塞件仅在燃料箱盖旋转运动超过360°时才允许开放加注管路。当把燃料箱盖布置在加注管路处或加油口上时，加注管路相对于外部环境气密地密封。即使在燃料箱内部压力和外部环境中的外部压力之间的压差高的情况下，也不会有燃料-空气混合物经过燃料箱盖通过加注管路进入到外部环境中。因此，在燃料能够通过加注管路充填入燃料箱之前，加注管路必须通过燃料箱盖释放。

为此，通常设计通过旋转运动取下燃料箱盖。为了延长供燃料箱和/或加注管路通风的时间，如此构造燃料箱盖的旋转闭塞件(借助于该旋转闭塞件把燃料箱盖固定或可固定在加注管路上)，使得须执行超过360°的旋转运动，燃料箱盖才可以开放加注管路或可以从加注管路取下。在此，旋转闭塞件大多包括燃料箱盖的第一螺纹和加注管路的第二螺纹或设置在加注管路上的加注接管的第二螺纹，其中，螺纹实现了把燃料箱盖拧紧在加注管路上或旋入到加注管路中。为了开放加注管路而必要的旋转运动必须优选超过至少360°，尤其优选360°以上，例如超过了540°，或超过了720°。

本发明还涉及一种机动车，该机动车具有根据前述实施方案所述的燃料箱装置。该机动车优选具有内燃机，该内燃机被供给来自燃料箱的燃料用于其运行。例如，在此内燃机是混合动力驱动设备的组成部分，该混合动力驱动设备除了作为第一驱动机组的至少一个内燃机外还具有至少另一个驱动机组，例如电机。在这种情况下，内燃机例如用作增程器(Range-Extender)或设置用于，至少暂时地和其它的驱动机组一起提供针用于驱动机动车的转矩。相应地，可以至少暂时地在内燃机和其它的驱动机组之间存在转矩脱耦。

本发明还涉及一种用于运行尤其是根据前述实施方案所述的机动车的燃料箱装置的方法，其中，燃料箱装置具有燃料箱、连接在燃料箱上的加注管路和燃料箱通风装置，该燃料箱通风装置具有连接在燃料箱上的、带有燃料箱通风阀的燃料箱通风管路。在此规定，燃料箱通风装置既用于独立地给燃料箱和加注管路通风，也用于同时给燃料箱和加注管路通风。已经探讨了这种做法的优点。燃料箱装置及其运行的方法可以根据前述实施方案继续改进，从而在此参考上述实施方案。

在实施所述方法时可以规定，在通过加注管路填充燃料箱之前，尤其在覆盖了封闭加注管路的燃料箱盖的燃料箱活门被打开之后，首先仅对加注管路通风并随后对燃料箱通风。当没有燃料应该被填入到燃料箱中时，当燃料箱活门位于其封闭位置中时，封闭了加注管路的机动车燃料箱盖通常被燃料箱活门完全覆盖。在操纵燃料箱盖以开放加注管路之前，首先必须把燃料箱活门带到其打开位置，尤其通过向上翻起。燃料箱活门例如借助于压-压-机构(Push-Push-Mechanismus)保持，这意味着其在燃料箱活门通过解锁装置解锁之后也保持在封闭位置中。在从背对打开位置的方向操纵燃料箱活门之后，即例如压入燃料箱活门之后，其才可以朝打开位置的方向移置。在把燃料箱活门从打开位置移置到封闭位置中时，必须把燃料箱活门移置越过封闭位置。随后，即使燃料箱活门不借助于锁止设备锁止在封闭位置中，也保持该燃料箱活门。

现在，为燃料箱活门配设了传感器，借助于该传感器确定打开以及进而开放燃料箱盖。如果检测到打开或开放，则首先仅对加注管路通风。在此如此执行通风，即直至至少燃料箱活门或额外地燃料箱盖被打开，其都是封闭的。尤其优选的是，在燃料箱活门完全打开之前结束通风。接着对燃料箱通风，其中规定，仅燃料箱通风或加注管路或燃料箱共同地通风。

附图说明

下面根据附图中示出的实施例进一步阐释本发明，但本发明不限与此。在附图中示出：

图1示意性示出燃料箱装置；以及

图2是流程图，其中示出了用于运行燃料箱装置的方法。

具体实施方式

图1示出了用于机动车的燃料箱装置1的区域，该机动车在此未详细示出。机动车具有内燃机，暂时存储在燃料箱2中的燃料通过此处未示出的燃料管路可输入到该内燃机中。燃料例如可借助于油枪4通过加注管路3输入到燃料箱2中，该油枪通过加注管路3的加油口5可插入该加注管路中。燃料箱装置1还具有燃料箱通风装置6，该燃料箱通风装置具有燃料箱通风管路7。通过燃料箱通风管路7可建立在燃料箱2和过滤装置8之间的流动连接。该流动连接可通过设置在燃料箱通风管路7中的燃料箱通风阀9调节，即例如可开放或者可中断。与燃料箱通风阀9平行地连接了两个止回阀10和11，该止回阀具有相反的开放方向。过滤装置8还通过可以具有节流元件13的连接管路12与过滤器14连接，通过过滤器建立至燃料箱装置1的外部环境的流动连接。此外，过滤装置8通过馈送管路15连接到内燃机，例如连接到内燃机的吸入管上。

为了能够既能同时通风燃料箱2和加注管路3，也能彼此独立地通风燃料箱2和加注管路3，设置有多路阀16，加注管路3通过该多路阀在流动技术方面可与燃料箱通风管路7连接。为此，第一连接管路17一方面连接在多路阀16上，且另一方面在燃料箱通风阀9的上游的某一位置18通入到燃料箱通风管路7中。在第一连接管路17中可以存在节流元件19，该节流元件具有比第一连接管路17的环绕的区域更小的流动横截面。此外，在多路阀16上连接有第二连接管路20。该第二连接管路在其背离多路阀16的那一侧在燃料箱通风阀9的下游的某一位置21通入燃料箱通风管路7中。在第二连接管路20中可以设置止回阀22，该止回阀仅允许从多路阀16或朝着燃料箱通风管路7的流动。第二连接管路20在过滤装置8的上游通入到燃料箱通风管路7中，即用于共同引导流动通过燃料箱通风阀9和多路阀16。它们共同地输入到过滤装置8中。当然可以取代多路阀16设置多个单独的阀。

燃料箱通风阀9借助于调节装置23以及多路阀16借助于调节装置24由控制装置25，例如由内燃机的发动机控制装置操控。作为输入参数可以向该控制装置25输入传感器26的信号，该传感器监控此处未示出的燃料箱活门的状态。当燃料箱2不应该用燃料填充时，该燃料箱活门覆盖了燃料箱盖，借助于燃料箱盖可封闭加注管路3的加油口5。在加油口5的区域中设置有加油信号装置27，例如形式为灯。

为了实现与燃料箱2完全独立地对加注管路3通风，设置有截止阀28，该截止阀在流动技术方面存在于燃料箱2和加注管路3之间。截止阀尤其优选存在于加注管路3通入燃料箱2中的入口29处或至少在其区域中。截止阀28例如设计为止回阀，其中，该截止阀阻止了从燃料箱2进入加注管路3的流动。即仅当加注管路3中的压力高于燃料箱2中的压力时，该截止阀打开。此外，其在流动技术方面使加注管路3与燃料箱2分开，尤其通过封闭入口29。在燃料箱2和燃料箱通风管路7之间可以设置另一阀30，该另一阀阻止了液态的燃料从燃料箱2到达燃料箱通风管路7中。

在此根据在图2中示出的流程图说明用于运行燃料箱装置1的方法，其中各个步骤按时间顺序从左向右绘出。如果在时间点31发现，燃料箱活门应该通过机动车的驾驶员打开或者应该打开，则在步骤32中执行不同的安全措施，以便确定，是否允许借助于燃料箱通风装置6对燃料箱装置1进行燃料加注或通风。如果是这种情况，那么在步骤33中借助于燃料箱通风装置6仅通风加注管路3，这通过多路阀16如此设定，即从加注管路3至燃料箱通风管路7的流动连接通过第二连接管路20提供。相反，通过第一连接管路17的流动连接完全中断。燃料箱通风阀9保持关闭，从而通过燃料箱通风管路7从燃料箱2至外部环境中的流动连接中断。也就是说，首先不对燃料箱2通风。在时间点34完全对加注管路3通风。与步骤33并行地，在步骤35中等待一确定的等待时间且随后在步骤36中对燃料箱2通风。步骤36在此可以相对于步骤33完全同时，部分同时地或完全不同时地，即随后进行。然而其开始始终在时间上延迟。与步骤32的开始同时地或者随后在步骤37中打开燃料箱活门或至少为驾驶员实现这一点。

在时间点34完全通风加注管路3，而燃料箱2仍在通风。在随后的时间点38才结束对燃料箱2的通风。在该时间点燃料箱内部压力优选小于25mbar。最迟在时间点34按照意愿应该完全打开燃料箱活门，从而驾驶员在步骤39中开始操纵燃料箱盖。如果驾驶员操纵燃料箱盖以打开加注管路3，则驾驶员可以在步骤40中把油枪4插入到加注管路3中。

在时间点38之后执行的步骤41中，优选把多路阀16带入一位置中，在该位置中从加注管路3至燃料箱通风管路7中的流动连接仅通过第一连接管路17而不通过第二连接管路20实现。相应地，现在仅设计通过燃料箱通风阀9同时为燃料箱2和加注管路3通风。因此，在此存在ORVR位置(ORVR：Onboard Refueling Vapor Recovery车载油气回收系统)。在步骤41之后，借助于加油信号装置27为驾驶员示出，驾驶员此时可以在步骤42中把燃料注入到燃料箱2中。

总之，通过在燃料箱2之前对加注管路3通风实现了，驾驶员已经可以为把燃料注入燃料箱2进行大量的准备工作，即尤其是打开燃料箱活门(步骤37)，打开燃料箱盖(步骤39)和把油枪4插入加注管路3(步骤40)。直至开放加注的随后的等待时间，即通过加油信号装置27相应的指示明显短于在现有技术中已知的燃料箱装置。有利地在此可以设置为，燃料箱盖具有旋转闭塞件，在执行了燃料箱盖超过360°的旋转运动之后才允许其从加注管路3或加油口5去除该旋转闭塞件。

附图标记列表

1  燃料箱装置

2  燃料箱

3  加注管路

4  油枪

5  加油口

6  燃料箱通风装置

7  燃料箱通风管路

8  过滤装置

9  燃料箱通风阀

10  止回阀

11  止回阀

12  连接管路

13  节流元件

14  过滤器

15  馈送管路

16  多路阀

17  第一连接管路

18  某一位置

19  节流元件

20  第二连接管路

21  某一位置

22  止回阀

23  调节装置

24  调节装置

25  控制装置

26  传感器

27  加油信号装置

28  截止阀

29  入口

30  阀

31  时间点

32  步骤

33  步骤

34  时间点

35  步骤

36  步骤

37  步骤

38  时间点

39  步骤

40  步骤

41  步骤

42  步骤

Claims (10)

1.一种用于机动车的燃料箱装置(1)，具有燃料箱(2)、与燃料箱(2)连接的加注管路(3)和燃料箱通风装置(6)，该燃料箱通风装置具有与燃料箱(2)连接的、带有燃料箱通风阀(9)的燃料箱通风管路(7)，

其特征在于，所述燃料箱通风装置(6)设置为既用于独立地为燃料箱(2)和加注管路(3)通风，也用于同时为燃料箱和加注管路通风。

2.根据权利要求1所述的燃料箱装置，其特征在于，所述加注管路(3)通过至少一个阀，尤其是多路阀(16)，既能在燃料箱通风阀(9)的上游也能在燃料箱通风阀的下游与燃料箱通风管路(7)在流动技术方面连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料箱装置，其特征在于，在第一连接管路(17)中设置有节流元件(13)，该第一连接管路连接在所述阀，尤其是多路阀(16)上，并且在燃料箱通风阀(9)的上游通入到燃料箱通风管路(7)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料箱装置，其特征在于，在第二连接管路(20)中设置有止回阀(22)，该止回阀仅允许从所述阀向前的流动，所述第二连接管路连接在所述阀，尤其是多路阀(16)上，且在燃料箱通风阀(9)的下游与燃料箱通风管路(7)汇合，尤其是通入到燃料箱通风管路中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料箱装置，其特征在于，所述燃料箱通风管路(7)在燃料箱通风阀(9)的下游通入到过滤装置(8)中，尤其是通入到活性炭过滤装置中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料箱装置，其特征在于，在流动技术方面在燃料箱(2)和加注管路(3)之间，尤其在加注管路(3)通入到燃料箱(2)中的入口位置(29)处设置有截止阀(28)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料箱装置，其特征在于，所述加注管路(3)在其背离燃料箱(2)的一侧能通过燃料箱盖封闭，燃料箱盖具有旋转闭塞件，该旋转闭塞件仅在燃料箱盖的旋转运动超过360°时才允许开放加注管路(3)。

8.一种机动车，其特征在于根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料箱装置(1)。

9.一种用于运行用于机动车的、尤其根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料箱装置(1)的方法，其中，所述燃料箱装置(1)具有燃料箱(2)、连接在燃料箱(2)上的加注管路(3)和燃料箱通风装置(6)，该燃料箱通风装置具有与燃料箱(2)连接的、带有燃料箱通风阀(9)的燃料箱通风管路(7)，

其特征在于，既使用燃料箱通风装置(6)独立地为燃料箱(2)和加注管路(3)通风，也使用燃料箱通风装置同时为燃料箱(2)和加注管路(3)通风。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在通过加注管路(3)对燃料箱(2)进行加注之前，尤其在覆盖了封闭加注管路的燃料箱盖的燃料箱活门被打开之后，首先仅为加注管路(3)通风且接着为燃料箱(2)通风。