CN107605620B - 用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法，其通过在燃料溢出防止室中以预定时间存储随着车辆行驶、经由通风阀从燃料箱溢出的液体燃料，并且在发动机关机时通过反向驱动燃料泵来将燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱，从而可以防止液体燃料溢出到碳罐。

Description

用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法。更具体而言，本发明涉及这样的用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法，其被配置为，防止液体燃料从燃料箱溢出至碳罐中。
背景技术
概括而言，车辆燃料系统包括碳罐(canister)，以防止燃料箱中产生的燃料蒸发气体泄露到外部。碳罐收集燃料箱中产生的燃料蒸发气体，以将该燃料蒸发气体供应至发动机。
燃料箱装备有通气阀，其用于将燃料箱中产生的燃料蒸发气体排出至碳罐。通风阀用于，当车辆停在倾斜区域或者车辆翻倒而担心燃料泄露时，可以防止液体燃料流入碳罐。
然而，如果通风阀的密封性能不足，或通风阀在车辆行驶时出现故障，则液体燃料可能经由通风阀从燃料箱溢出进入碳罐。
如果液体燃料流入到碳罐中，则由于液体燃料从碳罐流入到发动机，可能出现熄火现象(stalling phenomenon)。另外，碳罐中的活性炭可能被液体燃料弄湿，由于这种原因，燃料蒸发气体没有被收集在碳罐中，而是排出至大气。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置和方法，其被配置为，通过在燃料溢出防止室中临时存储在车辆行驶时经由通风阀从燃料箱溢出的液体燃料，并且在发动机关机时通过反向驱动燃料泵来将燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱，从而防止液体燃料溢出到碳罐中。
在示例性的实施方案中，该种用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置包括：燃料溢出防止室，其配置为，存储随着车辆行驶、经由安装在燃料箱上的通风阀而泄露的液体燃料；以及燃料泵，当发动机关机时，以预定时间反向驱动该燃料泵，以便收集存储在燃料溢出防止室中的液体燃料。
通风阀可以连接至通风线路，燃料箱中产生的燃料蒸发气体经由通风线路流到碳罐，而且燃料溢出防止室可以连接至通风线路的中部，以与通风线路流体连通。
在燃料溢出防止室与燃料泵之间可以安装返回线路，以在反向驱动燃料泵时将燃料从燃料溢出防止室返回至燃料箱。在返回线路中可以安装反向止回阀，以在正向驱动燃料泵时防止燃料箱中的燃料流入燃料溢出防止室。
在燃料泵的排出口可以安装正向止回阀，以在反向驱动燃料泵时防止供给线路中剩余的燃料流入燃料箱，该供给线路设置在燃料泵与发动机之间。
在另一个示例性的实施方案中，该种用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的方法包括：在燃料溢出防止室中存储随着车辆行驶、经由燃料箱的通风阀而泄露的液体燃料；以及在发动机停机时，通过以预定时间反向驱动燃料泵，将燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱。
液体燃料的存储可以包括，在通风线路中将液体燃料与燃料蒸发气体分离，所述通风线路连接在通风阀与碳罐之间；以及在正向驱动燃料泵时，通过使用反向止回阀来关闭在燃料溢出防止室与燃料泵之间的返回线路，从而防止燃料箱中的燃料流入燃料溢出防止室，所述反向止回阀安装在该返回线路中。
燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱可以包括，在反向驱动燃料泵时，通过使用正向止回阀来关闭燃料箱的排出口，从而防止设置在燃料泵与发动机之间的供给线路中剩余的燃料流入燃料箱，所述正向止回阀安装在燃料箱的排出口处。
下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。
应了解本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客运汽车，包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆、包括多种小船和船舰的船只、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他选择性的燃料车辆(例如衍生自除了石油之外的来源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。
下面讨论本发明的上述特征及其它特征。
本发明的方法和装置具有其他的特征和益处，根据并入本文的附图和随后的具体实施方案，这些特征和益处将是显而易见的，或者在并入本文的附图和随后的具体实施方案中这些特征和益处得到了详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的燃料溢出防止室中存储了在车辆行驶时从燃料箱溢出的液体燃料的状态；
图2是示出了根据本发明的示例性实施方案的燃料溢出防止室中的燃料在发动机关机时通过燃料泵的反向驱动而返回至燃料箱的状态；
图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的燃料溢出防止室中的全部燃料在发动机关机后又经过了预定时间后返回至燃料箱的状态；以及
图4是示出了根据本发明的示例性实施方案的控制用于在燃料溢出防止室中收集燃料的燃料泵的方法的流程图。
应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个示例性特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，在附图的多幅附图中，附图标记指本发明的相同的或等同的部件。
具体实施方式
接下来将对本发明的不同实施方式详细地做出在此之后的参考，实施方式的实例被显示在所附附图中被描述如下。虽然本发明与示例性的实施方式相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本发明限制为那些示例性的实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方式。
如图1至图3所示，在用于存储车辆的燃料的燃料箱10的上端安装有通风阀11和/或通风阀12，以便将燃料箱10中产生的燃料蒸发气体排出至碳罐20。
燃料箱10包括至少一个通风阀11或通风阀12。在通风阀11和/或通风阀12与碳罐20之间连接有通风线路14，其用于将燃料蒸发气体从通风阀11和/或通风阀12转移至碳罐20。
通风阀11和/或通风阀12用于：当车辆停在倾斜区域或翻倒而担心燃料泄露时，可以防止液体燃料流到燃料箱10外，并且防止液体燃料流入碳罐20。
然而，当通风阀11和/或通风阀12的密封性能不足或通风阀11和/或通风阀12出现故障时，液体燃料可能在车辆行驶时经由通风阀11和/或通风阀12而泄露到通风线路14中。
因此，在通风线路14的中部连接了燃料溢出防止室30，在该燃料溢出防止室30中，经由通风阀11和/或通风阀12排出的液体燃料与燃料蒸发气体分离并被存储。
这就是说，经由通风阀11和/或通风阀12排出的液体燃料由于重力以及不同的重量在通风线路14中与气态的燃料蒸发气体分离，并且在燃料溢出防止室30中以预定时间存储(参见图1)。
燃料溢出防止室30位于燃料箱10的上侧，其与通风线路14流体连通，以收集与燃料蒸发气体分离且滴入通风线路14的液体燃料。
这就是说，燃料溢出防止室30位于通风线路14的中部(即，连通部)下面，以与通风线路14流体连通。因此，在车辆行驶时经由通风阀11和/或通风阀12从燃料箱10排出的液体燃料在通风线路14中与气态的燃料蒸发气体分离，然后进入并存储在燃料溢出防止室30中。
为了将存储于燃料溢出防止室30的液体燃料返回至燃料箱10，当发动机50被配置为停机(关闭)时(参见图2)，在相反的方向上驱动燃料泵40。
如同本领域中熟知的，燃料泵40安装在燃料箱10中，用于泵送燃料并且通过正向驱动来将燃料转移至发动机50。燃料泵40在发动机50停机时不受驱动。
这里，当发动机50停机时，存储于燃料溢出防止室30的液体燃料可以通过反向驱动燃料泵40以预定时间来返回至燃料箱10。
在本实例中，燃料溢出防止室30与燃料泵40之间连接了返回线路34，以将燃料从燃料溢出防止室30返回至燃料箱10。通过燃料泵40的反向驱动来向返回线路34施加吸力，存储于燃料溢出防止室30的液体燃料返回至燃料箱10。
在返回线路34中安装了反向止回阀36，以在发动机50驱动时以正向驱动燃料泵40时，防止燃料箱10中的燃料流入燃料溢出防止室30。
更具体而言，反向止回阀36在反向驱动燃料泵40时打开返回线路34，使得燃料溢出防止室30中的燃料可以返回至燃料箱10。反向止回阀36在正向驱动燃料泵40时关闭返回线路34，防止燃料箱10中的燃料流入燃料溢出防止室30。
在本实例中，为了防止返回线路34中剩余的燃料流入燃料溢出防止室30，反向止回阀36优选地安装在燃料溢出防止室30与返回线路34之间(即，在燃料溢出防止室30的出口32处)，或者安装在返回线路34的上游侧(基于从燃料溢出防止室30排出的液体燃料的流动方向)。
例如，反向止回阀36可以包括：阀体36a和弹性构件36b，阀体36a可以气密性地打开和关闭燃料溢出防止室30的出口32，弹性构件36b安装在返回线路中，以向着出口32弹性支撑阀体36a。
同时，在燃料泵40与发动机50之间连接了供给线路44，其用以在正向驱动燃料泵40时将燃料从燃料箱10转移至发动机50。
这里，为了在发动机关机时在反向驱动燃料泵40的情况下，防止供给线路44中剩余的燃料流入燃料箱10，在燃料泵40的排出口42(转移至发动机50的燃料通过该排出口排出)安装了正向止回阀46，或者在供给线路44的上游侧(基于从燃料泵40排出的液体燃料的流动方向)安装该正向止回阀46。
更具体而言，当正向驱动燃料泵40时，正向止回阀46打开燃料泵40的排出口42和供给线路44，使得燃料箱10中的燃料供应到发动机50。当反向驱动燃料泵40时，正向止回阀46关闭燃料泵40的排出口42和供给线路44，防止供给线路44中剩余的燃料流到燃料箱10。
正向止回阀46的结构可以与反向止回阀36相同。这就是说，正向止回阀46可以包括：阀体46a和弹性构件46b，阀体46a可以气密性地打开和关闭燃料泵40的排出口42，弹性构件46b安装在供给线路44中，以向着排出口42弹性支撑阀体46a。
尽管附图中没有显示，燃料泵40的正向驱动和反向驱动被配置为，受到控制模块的控制。
另外，一般的汽油车辆、插电式混合动力电动车辆(plug-in hybrid electricvehicle，PHEV)等都可以应用该种用于防止燃料从车辆燃料箱溢出的装置。
作为参考，附图标记52是净化控制电磁阀(purge control solenoid valve，PCSV)，其将碳罐20收集的燃料蒸发气体提供至发动机。
下面，将参考图4来更加具体描述根据本发明的示例性实施方案的控制燃料泵40的驱动的方法。
首先，确定发动机50的驱动状态。当确定发动机50受到驱动，则正向驱动燃料泵40，使得燃料箱10中的燃料可以转移至发动机。
随着正向驱动燃料泵40，当燃料箱10中的液体燃料由于车辆倾斜了预定角度或更多角度而经由通风阀11和/或通风阀12排出时，经由通风阀11和/或通风阀12泄露至通风线路14的液体燃料被收集到燃料溢出防止室30中(见图1)。
接下来，当发动机50停机时，以预定时间反向驱动燃料泵40，以便将存储于燃料溢出防止室30的液体燃料排出至燃料箱10(见图2)。在以预定时间反向驱动燃料泵40之后，当燃料在燃料溢出防止室30中的收集完成，则停止燃料泵40(见图3)。
这里，预定时间可以设定为，用于收集在燃料溢出防止室30中的液体燃料的适当的时间，该时间通过事先的测试和评估来确定。
显然根据上述描述的，本发明可以防止液体燃料在车辆行驶时从燃料箱溢出至碳罐，从而可以防止液体燃料从碳罐进入发动机所导致的失速现象。另外，本发明可以防止由于碳罐中的活性炭被液体燃料弄湿而导致碳罐出故障，并因此可以防止燃料蒸发气体排出至大气。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“靠上”、“靠下”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“以内”、“以外”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各个示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (4)

1.一种用于防止燃料从燃料箱溢出的装置，包括：
燃料溢出防止室，其配置为，存储随着车辆行驶、经由安装在燃料箱上的通风阀而泄露的液体燃料；以及
燃料泵，其安装在燃料箱中，用于通过正向驱动来将燃料转移至发动机；当发动机关机时，以预定时间反向驱动该燃料泵，以使存储在燃料溢出防止室中的液体燃料返回到燃料箱；
其中，在所述燃料溢出防止室与燃料泵之间安装有返回线路，以在反向驱动燃料泵时将燃料从燃料溢出防止室返回至燃料箱；
在返回线路中安装有反向止回阀，以在正向驱动燃料泵时防止燃料箱中的燃料流入燃料溢出防止室；
在燃料泵的排出口安装有正向止回阀，以在反向驱动燃料泵时防止供给线路中剩余的燃料流入燃料箱，所述供给线路安装在燃料泵与发动机之间。
2.根据权利要求1所述的用于防止燃料从燃料箱溢出的装置，其中，通风阀连接至通风线路，燃料箱中产生的燃料蒸发气体经由该通风线路流到碳罐，并且所述燃料溢出防止室连接至通风线路的中部，以与通风线路流体连通。
3.一种用于防止燃料从燃料箱溢出的方法，包括：
在燃料溢出防止室中存储随着车辆行驶、经由燃料箱的通风阀而泄露的液体燃料；
通过正向驱动安装在燃料箱中的燃料泵，将燃料转移至发动机；
在发动机停机时，通过以预定时间反向驱动燃料泵，将燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱；
其中，存储液体燃料包括，在正向驱动燃料泵时，通过使用反向止回阀来关闭燃料溢出防止室与燃料泵之间的返回线路，以防止燃料箱中的燃料流入燃料溢出防止室，该反向止回阀安装在该返回线路中；
燃料溢出防止室中的燃料返回至燃料箱包括，在反向驱动燃料泵时，通过使用正向止回阀来关闭燃料箱的排出口，以防止安装在燃料泵与发动机之间的供给线路中剩余的燃料流入燃料箱，该正向止回阀安装在燃料箱的排出口处。
4.根据权利要求3所述的用于防止燃料从燃料箱溢出的方法，其中，存储液体燃料包括，在通风线路中将液体燃料与燃料蒸发气体分离，该通风线路连接在通风阀与碳罐之间。
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