CN108915906B - 一种用于高压燃油系统的电控模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压燃油系统的电控模块，所述电控模块包括传感器组件、电控阀组件以及控制器组件，其中传感器组件负责采集燃油箱内部的相关信息反馈给控制器组件,经过控制组件内部微处理器的运算，发送指令给电控阀组件，电控阀组件作为执行件控制燃油箱内部蒸气空间与碳罐的连通，燃油箱内部的燃油蒸气空间通过翻转阀(ROV)经由蒸气管路与电控阀连通，控制组件是指接受传感组件信号并做相应运算控制电控阀门的控制器；本发明的电控模块还具有提高燃油容积测量控制准确性、提升加油顺畅性和辅助OBD检测的功能，其应用的高压燃油系统的主体是高压塑料燃油箱。

Description

一种用于高压燃油系统的电控模块

技术领域

本发明涉及一种燃油系统，具体涉及一种用于高压燃油系统的电控模块，属于燃油箱结构部件技术领域。

背景技术

出于环境保护的目的，目前国家出台的环境及安全法规对燃油车的排放要求越来越高，因此燃油系统中的蒸发排放模块的复杂程度越来越高。混合动力汽车作为新能车辆的一个分支，兼具了电池动力和燃油动力两个动力总成，其中燃油动力模块所用的储油系统相对于传统的燃油车具有更高的性能要求和更加复杂的结构。混合动力汽车由于在内燃机非工作状态要保证油箱内部的蒸发空间与外界隔离，以防止碳罐过载而造成燃油蒸汽未吸附完全就排入大气，其在蒸气排放管路中设有隔离阀门，同时由于油箱内部空间的密闭，其需要承受由温差引起的大幅度的内压变化。

对于混合动力车辆中的高压燃油系统，随着整个系统复杂性的上升，系统内部零件的复杂性也不断上升，以满足越来越高及新增的性能要求。因此需要新的系统功能的构筑形式，降低系统的复杂性，保证系统性能的稳定，现有技术中虽然也有相关的电控组件，但是结构比较复杂，并且效果并不理想。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于高压燃油系统的电控模块，该技术方案设计巧妙、结构紧凑，该方案具体涉及一种混合动力车用高压塑料燃油箱的电控模块，其作为高压燃油系统其中的一个模块，主要功能是在加油过程中控制加注容积并且控制补加量，实现燃油箱与碳罐的连通与隔离，并在需要时能够排气和补气，本发明的电控模块还具有提高燃油容积测量控制准确性、提升加油顺畅性和辅助OBD检测的功能，其应用的高压燃油系统的主体是高压塑料燃油箱，以下简称为油箱。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种用于高压燃油系统的电控模块，所述电控模块包括传感器组件、电控阀组件以及控制器组件，其中传感器组件负责采集燃油箱内部的相关信息反馈给控制器组件，经过控制组件内部微处理器的运算，发送指令给电控阀组件，以下简称电控阀，电控阀组件作为执行件控制燃油箱内部蒸气空间与碳罐的连通，当然控制器组件还会接受部分车辆级传感器的信号输入。燃油箱内部的燃油蒸气空间通过翻转阀(ROV)经由蒸气管路与电控阀连通。在整车处于内燃机非工作状态时，电控阀处于关闭状态保证燃油箱内部的燃油蒸气不会进入碳罐，当内燃机处于工作状态时，电控阀处于开启状态，燃油蒸气可以进入碳罐，当处于加油状态时需要电控阀与传感器组件协同工作来控制加油液位及补加。在高压燃油系统的蒸发排放管路中，保留了机械式的翻转阀，去除了液位控制阀门。控制组件是指接受传感组件信号并做相应运算控制电控阀门的控制器。所述的电控模块在车辆加油及内燃机工作时，其执行件会有主动动作，而在其他的工作状态，执行件的电控部分处于非得电状态，但传感模块会实时监测系统内部的相关参数，包括压力、温度、液位。

作为本发明的一种改进，所述传感器组件是指用于监测油箱内部环境的各种传感器，包括气体压力传感器、温度传感器和固定式液位传感器，同时部分传感器与阀门组件集成，测量对象为阀门组件进气孔的管路，固定式液位传感器置于油箱内部的底部平面。其本身不会受到油箱内部液位波动、位置倾斜和涡流等干扰信息的影响，其反馈的信息除了体现油箱内部的剩余油量外还在加油时为控制器提供首次跳枪需要的液位信号。

作为本发明的一种改进，所述阀门组件主要是指外置于油箱在油箱蒸发空间及碳罐之间的电控阀门，所述阀门组件包括限流模块、过压排气模块、负压补气模块、低电流或断电保持模块、传感模块以及电磁阀模块，其中，限流模块的主要作用是在油箱内部压力较高状态下主动开启阀门时，防止因气体流量过大造成油箱蒸发排放系统中的内置阀门关闭而致使无法加油，在内压在较低水平时，限流模块处于非限流状态，从而保持相对较高的排气速度；过压排气及负压补气模块的作用是在电磁阀在非得电状态时，当油箱内压过低或过高时能够实现油箱内部的蒸发空间与外部的导通；传感模块主要是集成有气压和温度传感器，监测内部空间的气压和温度信息；低电流或断电保持模块主要是指在阀门组件内部以机械式的结构实现电磁阀在开启后在线圈电流较低时保持开启，或者在线圈断电时保持开启，后者即是能够以脉冲电压的形式来改变阀门的状态，能够减少蓄电池的功耗以及降低阀门组件的发热，电磁阀模块是指由线圈和阀芯等组成的阀门执行件部分。

作为本发明的一种改进，所述限流模块通过通道与外部管路连通，蒸气流向碳罐，限流阀壳体内安装有限流阀密封法兰和限流阀配件，两者通过扭转弹簧对接，当限流阀配件压紧限流阀密封法兰时，可以通过后者凹槽内放置的环形密封圈实现密封。依据本发明阀门组件中限流模块的特征，其目的是防止过高的气体流量导致油箱内部阀门的堵塞，主要依靠扭转弹簧和限流配件实现其功能，正常状态下扭转弹簧将限流配件保持在开启位置，所述的正常状态为第一腔体与第二腔体之间的流道关闭状态或者第一腔体与第二腔体之间的流道开启但第一腔体侧的气体压力处于非高压状态。扭转弹簧一般安装固定于第二腔体内的限流件密封法兰上，而限流件密封法兰相对于第二腔体的内壁固定。限流配件的一端与扭转弹簧连接，依靠扭转弹簧的弹力保持开启状态，限流配件本身起到阻挡气流作用，其本身中心处具有一个小孔径的流道，同时限流配件本身可设计成带有弧形的碗装结构，以利于气流的聚集，当然也不限于此结构，容易想到其他的起同样作用的机械结构。在第一腔体侧处于相对高压时，当第一腔体与第二腔体之间的路径开启时，主要是指电磁阀控制的路径，在高压气流的冲击下，限流配件会克服扭转弹簧的弹力迅速关闭，而气流只能从限流配件中心的小孔径流通，从而降低高压下的蒸气流量，在限流配件两侧的压差降低后，其所受的指向碳罐管路侧的压力降低，在扭转弹簧作用下限流配件开启，从而提供更大直径的流道，加快非高压状态的排气速度。

作为本发明的一种改进，所述正压排气和负压补气模块设置在电磁阀壳体内，其中负压活塞压紧连接法兰，负压弹簧对负压活塞施加压力，且另一端压在低电流保持模块的支架上，支架相对于电磁阀壳体固定，在负压弹簧的内圈设有过压阀壳体，在过压阀壳体内设置有过压活塞和过压弹簧，过压阀壳体通过连接件与阀芯连接，当阀芯运动时，会通过连接件带动过压阀壳体一起运动。根据本发明阀门组件过压及负压模块的特征，过压及负压模块设置于阀门组件的第一腔体内，两者均由活塞和弹簧构成，属于被动开启模式，其中过压模块在油箱中压力超过一定限制时，一般在30kPa至40kPa之间，过压活塞因第一腔体与第二腔体之间压差受压力作用开启，从而排出油箱内的燃油蒸气，以避免油箱在高压状态下产生变形；负压模块是在油箱中压力低于一定限制时，一般在-10kPa至-15kPa之间，负压活塞因第一腔体与第二腔体之间压差受压力作用开启，从而补进气体，避免油箱因受过高负压而吸瘪。

对于过压及负压模块，具有相对独立的运动和通气路径，过压模块具有独立的第三腔体，其位于第一腔体内且可以随阀芯进行运动，过压弹簧和过压活塞置于第三腔体内部，第三腔体与第一腔体之间的通路由过压活塞密封，当压力超出预设限定值，活塞克服过压弹簧的弹力打开，第三腔体的另一端与第二腔体直接连通。负压模块置于第一腔体内不具有独立腔室，且负压弹簧的固定端压于第一腔体内的保持件支架上，而另一端推动负压活塞压紧第一腔体与第二腔体之间的法兰，第一腔体与第二腔体连接法兰的台阶上具有多个圆周布置的通气孔，当第一腔体内的气体压力超过负压限定值时，负压活塞克服弹簧弹力开启进行补气。

作为本发明的一种改进，所述电控阀组件内部主要的蒸气流通空间主要可以分为三个腔体，其中第一腔体的外壳体为电磁阀壳体，燃油箱内部的蒸发空间与第一腔体连通，第二腔体的外壳体为限流阀壳体，第二腔体通过通道与碳罐的蒸气入口端的管路对接，第三腔体存在于第一腔体内，其外壳体为过压阀壳体，且整个第三腔体随着阀芯一起运动；第一腔体通过主流道与第二腔体连通，在电控阀处于非得电状态时，过压阀壳体压紧连接法兰，该流道关闭；第三腔体与第二腔体通过流道处于直接连通状态，且第三腔体与第一腔体通过过压活塞封闭流道而隔离；第一腔体与第二腔体之间还存在流道，流道为设置于连接法兰上的数个周向布置的通孔，被负压活塞封闭，在负压补气时开启。

作为本发明的一种改进，所述低电流保持模块的阻尼件安装在支架上，连接件在被阀芯带动运动的过程中会与阻尼件形成干涉，并且在电磁阀得电后在阻尼件的阻力作用下实现较低电流保持阀门的开启，阀芯在电磁阀得电状态会克服弹簧的阻力，而在非得电状态弹簧会压紧连接件，保持阀门的密闭。线圈缠绕于支承上并通过端盖压紧密封，线圈与壳体内部的燃油蒸气空间相对隔离。该方案中提出可以在电磁阀阀芯运动路径中的两侧加入阻尼件，在电磁阀开启后，依靠阻尼件提供的阻力，避免阀芯回弹，阻尼件可以考虑橡胶等弹性元件，也可使用垂直于阀芯运动方向放置的小型弹簧，当然包含其他同样作用的阻尼方式。

作为本发明的一种改进，电磁阀阀芯运动路径中的两侧加入钩装保持件，保持件为单端固定，固定端在阀门组件第一腔体内的支架上，非固定端处在随阀芯运动的连接件的滑槽内，滑槽为具有多个梯度的单方向运动形式，电磁阀门关闭时，钩状保持件的非固定端处于滑槽底端，在电磁阀线圈接入一个脉冲电压后，阀芯运动带动连接件，钩状保持件相对于滑槽运动至顶端且将电磁阀维持在开启状态，而再次接入一个脉冲电压后，钩状保持件能够相对于滑槽运动至底端，电磁阀关闭。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案整体结构设计紧凑、巧妙，该方案大大提升燃油系统的性能和质量，具体如下，1)该方案利用电控阀门的快速性和高灵敏度，快速排气控制内压，提升加油顺畅性；2)该方案利用固定式液位传感器准确控制加注容积、测量液位；由阀门组件主动关闭来控制加注液位；3)该方案通过压力传感器的反馈信号控制电控阀门的开闭来控制补加，更加精确；利用翻转阀ROV进气通气，利用气压传感器检测油箱内压，由阀门组件的主动开闭来控制内压，不需要额外的保压模块。

4)该方案可辅助OBD检测；5)该方案通过阀门保持模块降低能耗，减少电控组件的发热；6)降低系统开发成本：省去了原有系统中的液位控制阀FLVV，降低了成本依靠传感器信号主动控制阀门的开闭，不存在关闭高度、重新开启等问题，提升系统的匹配柔性，缩短了开发周期。

附图说明

图1是电控模块在燃油系统中的布置示意图；

图2是加油时电控模块的工作步骤流程图；

图3是阀门组件的外观图；

图4是阀门组件的爆炸视图；

图5是阀门组件的剖面视图；

图6是阀门组件第一腔体与第二腔体通道区域的局部剖面视图；

图7是阀门组件电磁阀得电时第一腔体与第二腔体通道区域的局部剖面视图；

图8是阀门组件电磁阀得电，第一腔体处于高压状态时的局部剖面视图；

图9是阀门组件限流模块一种特征的示意图；

图10是阀门组件保持模块另一种特征的示意图；

图11是阀门组件电磁阀得电，第一腔体处于非高压状态时的局部剖面视图；

图12是阀门组件电磁阀不得电，第一腔体处超出正压限定值时的局部剖面视图；

图13是阀门组件电磁阀不得电，第一腔体处超出负压限定值时的局部剖面视图；

图14是加油时控制器组件的逻辑控制时序图；

图15是燃油箱内传感器布置示意图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：如图1所示，根据本发明的具体实施方案展示了电控模块1在高压燃油箱系统中的具体应用，由于本发明的目的是为了展示出电控模块1与燃油系统的关系，因此未具体在图1中体现燃油泵、集液器、加油管等模块，也未具体展示出高压燃油箱2的结构细节，但根据以下对于细节的描述，不会影响对本法明的理解。本发明的电控模块1除了检查燃油箱内部的温度、压力、液位的信息并反馈给汽车内部的电控单元外，还有控制燃油箱2内部的燃油蒸气的蒸发排放，其所处的工况大致可以分为加油状态、内燃机工作状态、内燃机非工作状态。本发明中所描述的电控模块1主要包括电控阀组件3、传感器组件4、控制器组件5，其中传感器组件4负责采集燃油箱2内部的相关信息反馈给控制器组件5，经过控制器组件5内部微处理器的运算，发送指令给电控阀组件3，电控阀组件3作为执行件控制燃油箱2内部蒸气空间与碳罐8的连通，当然控制器组件5还会接受部分车辆级传感器的信号输入。燃油箱2内部的燃油蒸气空间通过翻转阀(ROV)6经由蒸气管路7与电控阀组件3连通。在整车处于内燃机非工作状态时，电控阀组件3处于关闭状态保证燃油箱2内部的燃油蒸气不会进入碳罐8，当内燃机处于工作状态时，电控阀组件3处于开启状态，燃油蒸气可以进入碳罐8，当处于加油状态时需要电控阀组件3与传感器组件4协同工作来控制加油液位及补加。

根据本发明的具体方案，图2描述了电控模块1在车辆加油状态的具体工作流程，在车辆驶入加油站后，由人为触发车辆的加油信号201，然后控制器组件5接受到信号后会控制电控阀组件3开启，燃油箱2内部的高压燃油蒸气就会排出，箱内压力会下降，当压力下降到一定水平后，根据压力传感器信号202，开始加注燃油，随着燃油加注，燃油箱2内部的液位上升，当液位达到设定值时，根据液位传感器的信号203，控制器组件5将控制电控阀组件3关闭，随着燃油持续加入燃油箱2，其内部压力不断升高，当内外压差达到加注管高度的油压数值时，将会产生首次跳枪，根据首次跳枪信号204，控制器组件5控制电控阀组件3开启，随着燃油蒸气排出，燃油箱2内压下降，当压力下降到设定值P1时，根据压力传感器的信号205，控制器组件5将会控制电控阀组件3关闭，此时开始首次补加，在补加的同时燃油箱2内部的压力会升高，当达到压力上限设定值P2时，会在此跳枪，如此进行补加循环。图3所示为本发明中电控阀组件的外观图，电控阀组件3具有两个外接管口，管口11与燃油箱2内部的蒸气空间连通，管口10与碳罐8的燃油蒸气入口连通，接口12为电控阀组件3的控制信号引脚接口，与控制器组件5的引脚接口连接，接受来自控制器组件5的电信号。在图4中具体示出了电控阀组件3的各个组成模块，包括限流模块13、过压排气和负压补气模块14、低电流保持模块15、传感模块16、电磁阀模块17。其中限流模块13的作用是在燃油箱2内部处于高压状态，并开始排气时，即电控阀组件3的阀芯开启时，限制高压下的蒸气流量，防止过高的流量导致燃油箱2内部的翻转阀6关闭，引起油箱封闭而无法排气。过压排气和负压补气模块14的作用是，在电磁阀模块17处于非得电状态时，维持燃油箱2内部的正压或者负压不超出阈值，当超出时通过弹簧和活塞的形式进气排气和补气。低电流保持模块15的作用是在电磁阀模块17使得电控阀组件3的开启状态能够以较低的电流保持，从而降低能耗以及减少发热。传感模块16主要在电控阀组件3的管口11附近的空间集成了温度、压力等传感器，用以检测与燃油箱2内部蒸气空间直接连通区域的状态信息。电磁阀模块17主要实现电控阀组件3主流道的主动开启和关闭功能，实现燃油箱2内部蒸气空间与外部碳罐8的隔离与连通。本发明中电控阀组件的剖面视图如图5所示，限流模块13通过通道134与外部管路连通，蒸气流向碳罐8，限流阀壳体133内安装有限流阀密封法兰132和限流阀配件130，两者通过扭转弹簧131对接，当限流阀配件130压紧限流阀密封法兰132时，可以通过后者凹槽内放置的环形密封圈实现密封。正压排气和负压补气模块14设置在电磁阀壳体172内，其中负压活塞143压紧连接法兰135，负压弹簧144对负压活塞143施加压力，且另一端压在低电流保持模块15的支架150上，支架150相对于电磁阀壳体172固定。在负压弹簧144的内圈设有过压阀壳体140，在过压阀壳体140内设置有过压活塞141和过压弹簧142，过压阀壳体通过连接件152与阀芯170连接，当阀芯170运动时，会通过连接件152带动过压阀壳体140一起运动。

低电流保持模块15的阻尼件151安装在支架150上，连接件152在被阀芯170带动运动的过程中会与阻尼件151形成干涉，并且在电磁阀得电后在阻尼件151的阻力作用下实现较低电流保持阀门的开启。阀芯170在电磁阀得电状态会克服弹簧171的阻力，而在非得电状态弹簧171会压紧连接件152，保持阀门的密闭。线圈173缠绕于支承174上并通过端盖175压紧密封，线圈173与壳体172内部的燃油蒸气空间相对隔离。

图6所示为电控阀组件3主通道区域的局部剖视图，电控阀组件3内部主要的蒸气流通空间主要可以分为三个腔体，其中第一腔体21的外壳体为电磁阀壳体172，燃油箱2内部的蒸发空间与第一腔体21连通，第二腔体22的外壳体为限流阀壳体133，第二腔体22通过通道134与碳罐8的蒸气入口端的管路对接，第三腔体23存在于第一腔体内，其外壳体为过压阀壳体140，且整个第三腔体23随着阀芯170一起运动。第一腔体21通过主流道26与第二腔体22连通，在电控阀组件3处于非得电状态时，过压阀壳体压紧连接法兰135，该流道关闭。第三腔体23与第二腔体22通过流道27处于直接连通状态，且第三腔体23与第一腔体21通过过压活塞141封闭流道28而隔离。第一腔体21与第二腔体22之间还存在流道25，流道25为设置于连接法兰135上的数个周向布置的通孔，被负压活塞143封闭，在负压补气时开启。

如图7至图11所示，在电控阀组件3接受到控制器组件5的信号后可主动开启，电磁线圈173通电，阀芯170在电磁力作用下运动，过压阀壳体140带动整个过压模块随着阀芯170一起运动，主流道26打开，燃油箱2内部的燃油蒸气经过第一腔体21由主流道26进入第二腔体22。当燃油箱2内部处于高压状态时，第一腔体21与燃油箱2内的压力一直处于高压状态，第二腔体22处于相对压力较低的状态，由于高压差的存在，在阀门主动开启后，会有非常高速的气流通过主流道26，在高速气流的冲击下，在气流进入第二腔体22的一侧会对限流阀配件130产生瞬间极大的冲击力，促使其克服扭转弹簧131的弹力，压紧限流阀密封法兰132，从而封闭由第二腔体22进入通道134的流道24。由于限流阀配件130在中心开有一个小孔径流道29，在流道24被封闭后，进入第二腔体22的气流经过流道29以低流量排出进入碳罐8。限流阀密封法兰132上具有环形凹槽特征137，内置有环形密封圈，当限流阀配件130在压力冲击下关闭时，会压紧密封圈实现密封效果。限流阀配件130的一端具有一个折弯型的平台特征139a在限流阀配件130关闭时，其与限流阀密封法兰132上的凹槽特征139b配合，在限流阀配件130打开时其具有折弯型平台特征139a会贴合抵住连接法兰135。

图9示出了限流阀配件130的具体特征，其中心的流道29的截面具有一种楔形特征180，即在气流进入时孔径较小，而在气流出口处孔径较大，可以保证限流的同时使流过的蒸气快速排出，避免堵塞。同时限流阀配件130迎向高压气流的一侧设计有弧形凹面特征136，当高压气流冲击限流阀配件130时，弧形凹面特征136可以引导气流向中间汇聚，从而在瞬间产生更大的压力迫使限流阀配件130关闭，同时防止了过多蒸气从其四周溢出从而引起关闭延迟导致燃油箱2内部的翻转阀门关闭。在燃油箱2内部的高压蒸气由第一腔体21进入第二腔体，经过流道29排出，第一腔体21的压力降低，而限流阀配件130两侧压差会逐渐减小，当压差产生的压力小于扭转弹簧131产生的弹力时，限流阀配件130会打开，从而解除限流,提高在非高压状态下的蒸气流量，加速燃油箱2内部的蒸气排出。此时由第一腔体21进入第二腔体22的燃油蒸气可以绕过限流阀配件130由流道24快速排出。在线圈173得电而电控阀组件3主动开启后，固定于支架150上的阻尼件151可以阻止阀芯170在弹簧171的作用下回弹，线圈173只需通过低电流就可以保持主流道的开启状态。在支架150上设置有凹槽153可以安装阻尼件151，支架150本身可以是注塑件。阻尼件151的实现形式可以是具备弹力的橡胶件或者加入小型弹簧，当然不限于此种方式。阻尼件151的顶端会与连接件152上的凸台154接触，通过阻尼件151作用于凸台154上的阻力，使得整体配件不会回弹。凸台154在运动行程中与阻尼件151接触的部分具有倒角特征156，可以防止电控阀组件3断电后，无法闭合。此外连接件152本身具有凹槽特征155用以与阀芯170连接固定。

在图10中示出了本发明中电控阀组件3保持模块的另一种实现方式，在支架150上安装有一个钩状保持件157，而连接件152的凸台154上具有一个滑槽轨道158，钩状保持件157的一端固定在支架150上而另一端为游动端，安置于滑槽轨道158内，滑槽轨道158具有多个深度，在电控阀组件3处于关闭状态时，钩状保持件157的游动端处于滑槽轨道158的最低点，即轨道158a的低端，而轨道158a有一个上升的坡度。当线圈173得电时，阀芯170带动连接件152运动，此时钩状保持件157的游动端沿着轨道158a运动，从低端至高端。当阀芯170的行程到顶端时，钩状保持件157的游动端会进入轨道158b，轨道158b要低于轨道158a的高端。在线圈170短时间通电后可以断电，即接入的是一个脉冲电流或电压，此时连接件152会在弹簧171的作用下向回运动，而钩状保持件157的游动端会从轨道158b运动至轨道158c，轨道158c要低于轨道158b。因为轨道158c侧壁的V型形状，钩状保持件157会勾住连接件152，从而实现了在断电状态下保持电控阀组件3的开启。而当线圈173再次接入一个脉冲电流或电压时，钩状保持件157的游动端会沿着轨道158c滑入轨道158d，轨道158d要低于轨道158c，随后在弹簧171的作用下，连接件152及其他相对固定的部件会运动至封闭阀门，而钩状保持件157的游动端会沿着轨道158d运动至轨道158a的低端，而轨道158a的低端要低于轨道158d。

图10所表述的保持模块的实现方式为断电保持，即为电控阀组件3的线圈173只需接入脉冲电流或电压，在接入一次脉冲时，阀门开启并在非得电状态下保持，再接入一次脉冲时阀门关闭。如此最大限度的降低了能耗和减少了电控阀组件3的发热。

在电控阀组件3断电状态下，系统可以实现对燃油箱2内部的高压排气和负压补气。图12示出过压排气时，即电磁阀不得电，第一腔体处于高压状态时的局部示意图。连接件152的侧壁具有槽形通孔145，燃油蒸气由槽形通孔145进入。而由于第三腔体23与第一腔体21存在较大的压力差，压力作用于过压活塞141上，过压活塞141在压力作用下克服过压弹簧142的弹力开启，高压燃油蒸气经过流道28由第一腔体21进入第三腔体23。由于第三腔体23与第二腔体22连通，随后燃油蒸气由流道27进入第二腔体22，最有由流道24进入碳罐8。

图13示出了负压补气时，即电磁阀不得电，第一腔体处于负压状态时的局部示意图。此时第一腔体21处于负压状态，第二腔体22侧的气压高于第一腔体21内的气压，在压力作用下负压活塞143克服负压弹簧144的弹力开启，由流道24进入第二腔体22的外部空气经流道25进入第一腔体21，随后进入燃油箱2的内部空间，实现补气。本发明中控制器组件5实现整个电控模块1的逻辑控制，控制器组件5本身具有信号输入输出接口与传感器和执行器对接，同时控制器组件5也有与动力总成电控单元对接的交互接口。除了内部集成有控制算法用于电控模块1的逻辑控制外，控制器组件5还能够识别判断各电子子模块的工作状态是否正常，包括电控阀组件3和各传感器。图14示出了控制器组件5在系统处于加油状态时的控制逻辑。在发出加油信号后，电控阀组件3开启使燃油箱2内的压力降低，在时间点301开始加油，此时燃油箱2内液位升高且压力保持恒定；在时间点302控制器组件5会收到来自液位传感器组件4的信号，从而控制电控阀组件3关闭，随后液位继续上升；在时间点303燃油箱2内压升高至跳枪，此时控制器组件5会控制电控阀组件3开启，燃油箱2内压降低，液位维持不变；到时间点304内压降至下限阈值，控制器组件5根据压力传感器信号控制电控阀组件3关闭，开始补加，燃油箱2内压力和液位同时上升；到时间点305内压上升至上限阈值，跳枪并且控制器组件5根据压力传感器的信号控制电控阀组件3开启，内压降低并且液位维持不变；至时间点306内压下降至下限阈值，控制器组件5根据压力传感器信号控制电控阀组件3关闭，一次补加结束。

图15示出了传感器组件4在燃油箱2中的布置示意图，传感器组件4置于燃油箱2的底部平面，根据检测不同位置的燃油液位高度410和420准确测量燃油箱2的液体体积，同时减小车辆倾斜和晃动带来的影响。图15只是示出了一种具体情况，当然本发明不限于此种形式，根据燃油箱2的具体形状和腔体数量，可变更传感器组件4的数量和位置。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于高压燃油系统的电控模块，其特征在于，所述电控模块包括传感器组件、电控阀组件以及控制器组件，其中传感器组件负责采集燃油箱内部的相关信息反馈给控制器组件,经过控制组件内部微处理器的运算，发送指令给电控阀组件，电控阀组件作为执行件控制燃油箱内部蒸气空间与碳罐的连通，燃油箱内部的燃油蒸气空间通过翻转阀经由蒸气管路与电控阀连通，控制组件是指接受传感组件信号并做相应运算控制电控阀门的控制器，所述传感器组件是指用于监测油箱内部环境的各种传感器，包括气体压力传感器、温度传感器和固定式液位传感器，测量对象为电控阀组件进气孔的管路，固定式液位传感器置于油箱内部的底部平面，所述电控阀组件主要是指外置于油箱在油箱蒸发空间及碳罐之间的电控阀门，所述电控阀组件包括限流模块、过压排气模块、负压补气模块、低电流或断电保持模块、传感模块以及电磁阀模块，其中，限流模块的主要作用是在油箱内部压力较高状态下主动开启阀门时，防止因气体流量过大造成油箱蒸发排放系统中的内置阀门关闭而致使无法加油，在内压在较低水平时，限流模块处于非限流状态，从而保持相对较高的排气速度；过压排气及负压补气模块的作用是在电磁阀在非得电状态时，当油箱内压过低或过高时能够实现油箱内部的蒸发空间与外部的导通；传感模块主要是集成气压和温度传感器，监测内部空间的气压和温度信息；低电流或断电保持模块主要是指在电控阀组件内部以机械式的结构实现电磁阀在开启后在线圈电流较低时保持开启，或者在线圈断电时保持开启，后者即是能够以脉冲电压的形式来改变阀门的状态，能够减少蓄电池的功耗以及降低电控阀组件的发热，电磁阀模块是指由线圈和阀芯等组成的阀门执行件部分，所述限流模块通过通道与外部管路连通，蒸气流向碳罐，限流阀壳体内安装有限流阀密封法兰和限流阀配件，两者通过扭转弹簧对接，当限流阀配件压紧限流阀密封法兰时，可以通过后者凹槽内放置的环形密封圈实现密封，正压排气和负压补气模块设置在电磁阀壳体内，其中负压活塞压紧连接法兰，负压弹簧对负压活塞施加压力，且另一端压在低电流保持模块的支架上，支架相对于电磁阀壳体固定，在负压弹簧的内圈设有过压阀壳体，在过压阀壳体内设置有过压活塞和过压弹簧，过压阀壳体通过连接件与阀芯连接，当阀芯运动时，会通过连接件带动过压阀壳体一起运动，所述电控阀组件内部主要的蒸气流通空间主要分为三个腔体，其中第一腔体的外壳体为电磁阀壳体，燃油箱内部的蒸发空间与第一腔体连通，第二腔体的外壳体为限流阀壳体，第二腔体通过通道与碳罐的蒸气入口端的管路对接，第三腔体存在于第一腔体内，其外壳体为过压阀壳体，且整个第三腔体随着阀芯一起运动；第一腔体通过主流道与第二腔体连通，在电控阀处于非得电状态时，过压阀壳体压紧连接法兰，该流道关闭；第三腔体与第二腔体通过流道处于直接连通状态，且第三腔体与第一腔体通过过压活塞封闭流道而隔离；第一腔体与第二腔体之间还存在流道，流道为设置于连接法兰上的数个周向布置的通孔，被负压活塞封闭，在负压补气时开启。

2.根据权利要求1所述的用于高压燃油系统的电控模块，其特征在于，所述低电流保持模块的阻尼件安装在支架上，连接件在被阀芯带动运动的过程中会与阻尼件形成干涉，并且在电磁阀得电后在阻尼件的阻力作用下实现较低电流保持阀门的开启。

3.根据权利要求1所述的用于高压燃油系统的电控模块，其特征在于，电磁阀阀芯运动路径中的两侧加入钩装保持件，保持件为单端固定，固定端在电控阀组件第一腔体内的支架上，非固定端处在随阀芯运动的连接件的滑槽内，滑槽为具有多个梯度的单方向运动形式。

4.根据权利要求1所述的用于高压燃油系统的电控模块，其特征在于，所述控制器组件主要是实现电控模块的逻辑控制和故障检测，其接受传感组件的信号，并经过内部程序的计算分析给电控阀组件发送动作信号，同时控制器需要与更高层电控单元进行通讯，反馈燃油系统状态并接受外部信号。